[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

FI73445B - FENOLFORMALDEHYDRESOLER FOER FRAMSTAELLNING AV FENOLSKUM. - Google Patents

FENOLFORMALDEHYDRESOLER FOER FRAMSTAELLNING AV FENOLSKUM. Download PDF

Info

Publication number
FI73445B
FI73445B FI832256A FI832256A FI73445B FI 73445 B FI73445 B FI 73445B FI 832256 A FI832256 A FI 832256A FI 832256 A FI832256 A FI 832256A FI 73445 B FI73445 B FI 73445B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
phenolic
resole
foam
phenol
mixture
Prior art date
Application number
FI832256A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI73445C (en
FI832256A0 (en
FI832256L (en
Inventor
John D Carlson
Edward W Kifer
Vincent J Wojtyna
James P Colton
Original Assignee
Koppers Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koppers Co Inc filed Critical Koppers Co Inc
Publication of FI832256A0 publication Critical patent/FI832256A0/en
Publication of FI832256L publication Critical patent/FI832256L/en
Application granted granted Critical
Publication of FI73445B publication Critical patent/FI73445B/en
Publication of FI73445C publication Critical patent/FI73445C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/143Halogen containing compounds
    • C08J9/147Halogen containing compounds containing carbon and halogen atoms only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G8/00Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08G8/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes
    • C08G8/08Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes of formaldehyde, e.g. of formaldehyde formed in situ
    • C08G8/10Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes of formaldehyde, e.g. of formaldehyde formed in situ with phenol
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2361/00Characterised by the use of condensation polymers of aldehydes or ketones; Derivatives of such polymers
    • C08J2361/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08J2361/06Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)

Description

Fenoliformaldehydiresolit fenolisten vaahtojen valmistami seksi. - Fenolformaldehydresoler för framställning av fenolskum.Phenol formaldehyde resoles for the preparation of phenolic foams. - Phenolformaldehyde resoler for the production of phenolskum.

1 734451 73445

Esillä olevan keksinnön kohteena ovat tietyt vesipitoiset fenoliformaldehydiresolit, jotka valmistetaan kondensoimalla ^enoli ja formaldehydi emäksen katalysoimana. Nämä fenoliset resolit ovat erityisen hyödyllisiä valmistettaessa fenolisia vaahtoja, joilla on sekä alhainen k-arvo että erinomaiset tulenkesto-ominaisuudet, erinomainen puristus 1ujuus, tiheys, murenevuus ja muut eristys levy1le tarpeelliset ominaisuudet. Keksinnön kohteena ovat myös vaahdotettavat fenoliset resoii-seokset, jotka on valmistettu käyttämällä seoksista tehtyjä vesipitoisia fenolisia resoleja ja fenolisia vaahtoja.The present invention relates to certain aqueous phenol-formaldehyde resoles prepared by condensing β-enol and formaldehyde catalyzed by a base. These phenolic resoles are particularly useful in the preparation of phenolic foams having both low k values and excellent refractory properties, excellent compressive strength, density, friability and other properties required for an insulating sheet. The invention also relates to foamable phenolic resole compositions prepared using aqueous phenolic resoles and phenolic foams made from the compositions.

Fenoliformaldehydiresoleista valmistetut fenoliset vaahdot ovat olleet tunnettuja useita vuosia. Yleinen mielipide on, että kaikista tunnetuista vaahtoeristeistä paras tulen-kestoarvo on fenolisilla vaahdoilla. Fenoliset vaahdot eivät pala edes silloin, kun ne saatetaan kosketukseen puhalluslampun liekin kanssa, ja ne vapauttavat minimaalisia määriä toksisia kaasuja. Fenoliset vaahdot voivat pahemmin hajoamatta kestää 190°C lämpötiloja. Fenolisilla vaahdoilla on ASTM E-84 kokeessa liekin leviämisnopeus (Steiner Tunnel Flame Spread Rating) noin 5, palamisen tehostumisarvo (Fuel Contribution) noin 0 ja savuarvo (Smoke Rating) noin 5.Phenolic foams made from phenol formaldehyde resoles have been known for several years. The general opinion is that of all known foam insulators, phenolic foams have the best fire resistance value. Phenolic foams do not burn even when they are brought into contact with the flame of a blower lamp and release minimal amounts of toxic gases. Phenolic foams can withstand temperatures of 190 ° C without decomposition. In the ASTM E-84 test, phenolic foams have a Steiner Tunnel Flame Spread Rating of about 5, a Fuel Contribution of about 0, and a Smoke Rating of about 5.

Näistä eduista ja yleisesti edullisesta taloudellisuudesta huolimatta fenoliset vaahdot eivät ole tätä ennen tunkeutuneet lämpöeristysmarkkinoille. Eräs pääsyy sille, että fenoliset vaahdot eivät ole menestyneet, on, että tähän mennessä valmistetuilla fenolisilla vaahdoilla on ollut epätyydyttävä lämmönjohtavuuden alkuarvo tai niiden lämmönjohtavuus on ajan kuluessa kasvanut. Lisäksi tekniikan tason fenolisten vaahtojen puristuslujuus ei ole ollut niin korkea kuin 2 73445 normaalin käsittelyn kannalta on toivottavaa. Lisäksi on ilmoitettu, että tekniikan tason fenolisilla vaahdoilla on esiintynyt vaikeita ongelmia haurauden ja pilaantumisen suhteen.Despite these advantages and the generally advantageous economy, phenolic foams have not previously penetrated the thermal insulation market. One of the main reasons why phenolic foams have not been successful is that the phenolic foams produced so far have had an unsatisfactory initial thermal conductivity value or have increased in thermal conductivity over time. In addition, the compressive strength of phenolic foams in the prior art has not been as high as is desirable for normal handling. In addition, it has been reported that prior art phenolic foams have experienced severe problems with brittleness and spoilage.

Fenolisen vaahdon yleisseos ja sen valmistusmenetelmä ovat yleisesti tunnettuja. Vaahdotettava fenolinen resoliseos valmistetaan sekoittamalla keskenään vesipitoinen fenoli-formaldehydireso1i, paisutusaine, pinta-aktiivinen aine, valinnaiset lisäaineet ja hapan kovetusaine oleellisesti yhtenäiseksi seokseksi. Kovetuskatalyyttiä lisätään niin suuri määrä, että kovettumisreaktio, joka on erittäin eksoterminen, käynnistyy. Kovettumisreaktion lämpö höyrystää ja laajentaa paisutusaineen, jolloin seos vaahdottuu. Vaahdotus-prosessi suoritetaan parhaiten suljetussa muotissa.The general mixture of phenolic foam and its production method are generally known. The foamable phenolic resole mixture is prepared by mixing together aqueous phenol-formaldehyde resole, a blowing agent, a surfactant, optional additives, and an acidic curing agent into a substantially uniform mixture. The curing catalyst is added in such an amount that a curing reaction, which is highly exothermic, is initiated. The heat of the curing reaction evaporates and expands the blowing agent, causing the mixture to foam. The flotation process is best performed in a closed mold.

Fenolisesta vaahdosta olevan eristyslevyn jatkuvatoiminen valmistusmenetelmä tapahtuu seuraavasti. Vaahdotettava fenolinen resoliseos valmistetaan syöttämällä sopivaan sekoituslaitteseen jatkuvatoimisesti vesipitoista fenoli-formaldehydiresolia, paisutusainetta, pinta-aktiivista ainetta, valinnaisia lisäaineita ja hapanta kovetuskatalyyttiä. Näiden ainesosien suhde vaihtelee riippuen valmiin tuotteen halutusta tiheydestä, paksuudesta jne., Sekoitusla ite yhdistää nämä ainesosat oleellisesti yhtenäiseksi seokseksi, joka jatkuvatoimisesti levitetään tasaisesti liikkuvan alustan päälle, tavallisesti suojapäällysteen, kuten pahvin päälle, joka kiinnittyy vaahtoon. Vaahtoseos peitetään tavallisesti toisella suojapäällysteellä, kuten pahvilla, joka kiinnittyy fenoliseen vaahtoon. Peitetty vaahtoseos johdetaan sen jälkeen kaksihihnaisen puristimen tyyppiseen laitteeseen, jossa kovettumisessa muodostuva lämpö yhä haihduttaa ja laajentaa paisutusainetta, jolloin seos vaahdottuu kovet-tuessaan.The continuous manufacturing method of the insulation sheet of phenolic foam is as follows. The foamable phenolic resolution mixture is prepared by continuously feeding an aqueous phenol-formaldehyde resole, blowing agent, surfactant, optional additives and acidic curing catalyst to a suitable mixing device. The ratio of these ingredients varies depending on the desired density, thickness, etc. of the finished product. The mixing device combines these ingredients into a substantially uniform mixture which is continuously applied evenly over a moving substrate, usually a protective coating such as cardboard which adheres to the foam. The foam mixture is usually covered with another protective coating, such as cardboard, which adheres to the phenolic foam. The coated foam mixture is then passed to a double-belt press-type device in which the heat generated during curing still evaporates and expands the blowing agent, whereby the mixture foams as it cures.

Kuten edellä mainittiin, eräs aikaisempien fenolisten vaahtojen pääasiallisin haitta on epätyydyttävä lämmönjohtavuuden 3 73445 alkuarvo (k-arvo). Eräs pääsyistä fenolisen vaahdon huonoon lämmönjohtavuuden alkuarvoon uskotaan johtuvan soluseinämien rikkoontumisesta vaahdotettavan fenolisen resoliseoksen vaahdottamisen ja kovettumisen alkuosan aikana. Tämän puhkeamisen johdosta paisutusainetta välittömästi häviää, mikä aiheuttaa lämmönjohtavuuden huonon alkuarvon. Puhjenneet soluseinämät päästävät myös vettä helposti vaahtoon, mikä edelleen lisää lämmönjohtavuutta. Puhjenneiden soluseinämien uskotaan vaikuttavan haitallisesti fenolisen vaahdon puris-tuslujuuteen ja muihin ominaisuuksiin. Fenolisten vaahtojen lämmönjohtavuuden huonon alkuarvon toinen pääsyy on paisu-tusaineen häviäminen ennenkuin soluseinämät ovat muodostuneet riittävästi ja vanginneet puhallusaineen.As mentioned above, one of the main disadvantages of previous phenolic foams is the unsatisfactory initial value (k-value) of 3 73445 thermal conductivity. One of the main reasons for the poor initial thermal conductivity of phenolic foam is believed to be the breakage of the cell walls during the initial foaming and curing of the foamed phenolic resole mixture. As a result of this outbreak, the blowing agent immediately disappears, causing a poor initial value of thermal conductivity. The ruptured cell walls also easily allow water to foam, further increasing thermal conductivity. The ruptured cell walls are believed to adversely affect the compressive strength and other properties of the phenolic foam. Another major reason for the poor initial thermal conductivity of phenolic foams is the loss of blowing agent before the cell walls have formed sufficiently and trapped the blowing agent.

Tässä yhteydessä on jo mainittu, että tekniikan tason mukaisen fenolivaahdon toinen haitta on lämmönjohtavuuden ei-toivottu kasvaminen ajan kuluessa (k-arvon liukuminen). Jopa niissäkin alan aikaisemmissa fenolisissa vaahdoissa, joissa on soluseinämät, jotka eivät puhkea ja jotka ovat sulkeneet sisäänsä paisutusainetta, vaahdoilla on taipumus menettää paisutusainetta ajan kuluessa, jolloin lämmönjohtavuus vastaavasti kasvaa. Ajan kuluessa tapahtuvalle lämmönjohtavuuden kasvulle uskotaan olevan kaksi pääsyytä. Ensimmäinen on, että solusei-· nämissä ja silloissa, joita muodostuu soluseinämien liittyessä yhteen, on pieniä aukkoja tai neulanreikiä. Paisutusaine voi ajan kuluessa diffundoitua näistä pienistä aukoista ja tulla korvatuksi ilmalla. Tämä paisutusaineen hidas korvautuminen ilmalla lisää lämmönjohtavuutta ja alentaa lämmöneristysarvoa. Näiden pienten aukkojen kautta fenolinen vaahto voi myös absorboida vettä, mikä edelleen lisää lämmön-johtavuutta. Näiden aukkojen uskotaan johtuvan vedestä, jota on mukana vaahdotettavan fenolisen resoliseoksen eräissä osissa, erityisesti katalyytissä. Samanaikaisesti vireillä olevan hakemuksemme kohteena on menetelmä, jonka avulla vältetään soluseinämissä ja silloissa olevat aukot käyttämällä tiettyjä vedettömiä aryylisulfonihappokatalyytteja.In this connection, it has already been mentioned that another disadvantage of the prior art phenolic foam is the undesired increase in thermal conductivity over time (slipping of the k-value). Even in prior art phenolic foams with non-ruptured cell walls that have encapsulated the blowing agent, the foams tend to lose the blowing agent over time, with a corresponding increase in thermal conductivity. There are believed to be two main reasons for the increase in thermal conductivity over time. The first is that the cell walls and bridges formed when the cell walls join together have small openings or needle holes. Over time, the blowing agent may diffuse through these small openings and be replaced by air. This slow replacement of the blowing agent with air increases the thermal conductivity and lowers the thermal insulation value. Through these small openings, the phenolic foam can also absorb water, which further increases the thermal conductivity. These openings are believed to be due to the water present in some parts of the phenolic resole mixture to be foamed, especially the catalyst. At the same time, our pending application relates to a method of avoiding gaps in cell walls and bridges by using certain anhydrous arylsulfonic acid catalysts.

4 734454,73445

Ajan kuluessa tapahtuvan lämmönjohtavuuden häviämisen toinen pääsyy on soluseinämien halkeileminen. Monissa alan aikaisemmissa fenolisissa vaahdoissa soluseinämät ovat hyvin ohuita.Another major cause of loss of thermal conductivity over time is cracking of cell walls. In many prior art phenolic foams, the cell walls are very thin.

Kun fenoliset vaahdot, joissa seinämät ovat ohuita, joutuvat alttiiksi korkeille lämpötiloille, soluseinämät kuivuvat ja halkeilevat. Lämpöeristykseen kohdistuu myös varsin usein lämmitys- ja jäähdytysjaksot, jolloin vastaavasti tapahtuu laajenemista ja supistumista. Ohuiden soluseinämien laajeneminen ja supistuminen aiheuttaa myös halkeilemista. Ohuiden soluseinämien halkeileminen mahdollistaa paisutusaineen vuotamisen ajan kuluessa, jolloin lämmönjohtavuus kasvaa ja lämmöneristysarvo huononee.When phenolic foams with thin walls are exposed to high temperatures, the cell walls dry and crack. Thermal insulation is also quite often subjected to heating and cooling cycles, with expansion and contraction, respectively. The expansion and contraction of the thin cell walls also causes cracking. Cracking of thin cell walls allows the blowing agent to leak over time, increasing thermal conductivity and deteriorating thermal insulation.

Alalla on ehdotettu useita mentelmiä lämmönjohtavuusongelman ratkaisemiseksi. Esimerkiksi eräässä menetelmässä on kyse kaksivaiheisesta prosessista, jossa vaahdotettava fenolinen resoliseos aluksi vaahdotetaan tyhjiössä, minkä jälkeen kovetetaan korkeissa lämpötiloissa ja alhaisissa paineissa. Tällä menetelmällä todella saadaan vaahtoa, jossa on runsaasti soluseinämiä, jotka eivät ole puhjenneet; mukana on kuitenkin vielä monia soluseinämiä, jotka ovat joko puhjenneet tai jotka ovat ohuita ja helposti halkeilevat lämpörasituksen alaisina. Tämä menetelmä ei myöskään ole kaupallisesti toivottava johtuen tarvittavasta laitteistosta ja tarvitusta pidemmästä ajasta. Toisessa menetelmässä vaahdotetaan ja kovetetaan vaahdotettava fenolinen resoli alhaisissa lämpötiloissa, (so. alle 66°C). Myös tämä menetelmä vähentää puhkeavien soluseinämien määrää, mutta saadussa fenolisessa vaahdossa on yhä ohuita soluseinämiä. Saman hakijan samanaikaisessa hakemuksessa on kyseessä menetelmä, jolla vaahdotettava fenolinen hartsiseos vaatetetaan ja koveteuan pitämällä vaahdotus- ja kovetusseos paineessa. Tämä menetelmä vähentää suuresti puhjenneiden soluseinämien määrää, mutta saadussa fenolisessa vaahdossa voi yhä olla huomattava määrä puhjenneita soluseinämiä tai se voi olla menettänyt paisutusaineen, ennenkuin soluseinämät olivat kovettuneet, 5 73445 ja lisäksi soluseinämät voivat olla ohuita.Several methods have been proposed in the art to solve the thermal conductivity problem. For example, one method involves a two-step process in which the phenolic resole mixture to be foamed is first foamed under vacuum and then cured at high temperatures and low pressures. This method actually results in a foam with an abundance of cell walls that have not ruptured; however, there are still many cell walls involved that are either ruptured or that are thin and easily cracked under thermal stress. This method is also not commercially desirable due to the equipment required and the longer time required. In the second method, the foamable phenolic resole is foamed and cured at low temperatures, (i.e., below 66 ° C). This method also reduces the number of bursting cell walls, but the resulting phenolic foam still has thin cell walls. A co-pending application by the same applicant relates to a method for clothing a phenolic resin mixture to be foamed and a hardener by holding the flotation and curing mixture under pressure. This method greatly reduces the number of ruptured cell walls, but the resulting phenolic foam may still have a significant number of ruptured cell walls or may have lost swelling agent before the cell walls were cured, 5,734,45, and in addition, the cell walls may be thin.

Muut yritykset, jotka ovat tähdänneet fenolisten vaahtojen lämmönjohtavuuden parantamiseen, ovat perustuneet erityisesti modifioitujen fenolisten resolien tai pinta-aktiivisten aineiden kehittämiseen tai tiettyjen lisäaineiden käyttämiseen vaahdotettavassa fenolisessa resoliseoksessa. Mikään näistä menetelmistä ei ole ollut kaupallisesti menestyksellinen.Other attempts to improve the thermal conductivity of phenolic foams have relied in particular on the development of modified phenolic resoles or surfactants or the use of certain additives in a foamable phenolic resole. None of these methods have been commercially successful.

Kts. esimerkiksi D' Allesandro · US-patentti 3 3Θ9 094 , Buncklark et ai.: US-patentti 3 821 337, Moss et ai.: US-patentti 3 968 300, Moss: US-patentti 3 876 620, Papa: US-patentti 4 033 910, Beale et ai·: US-patentti 4 133 931, Bruning et ai.: US-patentti 3 885 010, ja Gusmer: US-patentti 4 303 758.See, e.g., D 'Allesandro · U.S. Patent 3,399,094, Buncklark et al .: U.S. Patent 3,821,337, Moss et al .: U.S. Patent 3,968,300, Moss: U.S. Patent 3,876,620, Papa: U.S. Pat. U.S. Patent 4,033,910 to Beale et al., U.S. Patent 4,133,931, Bruning et al .: U.S. Patent 3,885,010, and Gusmer, U.S. Patent 4,303,758.

Tämän keksinnön mukaisesti on havaittu, että vaahdottamisen aikainen soluseinämien puhkeaminen, paisutusaineen häviäminen ennenkuin soluseinämät ovat muodostuneet riittävästi ja pidättäneet paisutusaineen, ja ohuiden soluseinämien muodostuminen liittyy suoraan fenolisen vaahdon valmistuksessa käytettyyn fenoliseen resoliin.According to the present invention, it has been found that the rupture of cell walls during foaming, the disappearance of the blowing agent before the cell walls have formed sufficiently and retained the blowing agent, and the formation of thin cell walls is directly related to the phenolic resole used in the production of phenolic foam.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on siten tuoda esiin entistä parempi vesipitoinen fenolinen resoli, jolla saadaan fenolista vaahtoa, jonka soluseinämät eivät oleellisesti sisällä puhkeamia.It is therefore an object of the present invention to provide an improved aqueous phenolic resol which provides a phenolic foam whose cell walls are substantially free of perforations.

Tämän keksinnön tavoitteena on edelleen tuoda esiin entistä parempi vesipitoinen fenolinen resoli, jolla saadaan fenolista vaahtoa, joka ei menetä paisutusainetta ennenkuin soluseinämät ovat muodostuneet niin, että ne pidättävät paisutusaineen.It is a further object of the present invention to provide an improved aqueous phenolic resol which provides a phenolic foam which does not lose the blowing agent until the cell walls are formed so as to retain the blowing agent.

Tämän keksinnön tavoitteena on edelleen tuoda esiin vesipitoinen fenolinen resoli, jolla saadaan fenolisia vaahtoja, jonka soluseinämät eivät halkeile kuivumisesta tai paisumisesta ja supistumisesta johtuen.It is a further object of the present invention to provide an aqueous phenolic resole which provides phenolic foams whose cell walls do not crack due to drying or swelling and contraction.

Tämän keksinnön muut tavoitteet ja edut ovat ammattimiehille 6 73445 ilmeisiä seuraajasta kuvauksesta ja piirustuksista.Other objects and advantages of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the following description and drawings.

Tämän keksinnön kohteena on vesipitoinen fenoliformaldehydi-resoli, joka on hyödyllinen valmistettaessa fenolista vaahtoeristettä, jolla on hyvät lämmöneristysominaisuudet, puristuslujuus, tiheys, hauraus ja muut kaupalliseen soveltamiseen tarvittavat ominaisuudet. Vesipitoinen fenoli-fcrmaldehydiresoli on oleellisesti fenoliformaldehydi-kond°nsaatiopolymeeri, jossa formaldehydin moolisuhde fenoliin on noin 1,7:1 - noin 2,3:1, parhaiten noin 1,75:1 -noin 2,25:1 ja kaikkein parhaiten noin 2:1. Fenoliser resolin geelipermeaatiokromatografialla (G P C ) määritetty keskimääräinen (paino) molekyylipaino on vähintään noin 800 ja parhaiten noin 950 - 1500. Resolilla on myös GPC-kromatograafisesti määritetty keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino vähintään noin 350 ja parhaiten noin 400 -noin 600 ja dispergoitavuus yli noin 1,7, parhaiten noin 1,8 - 2,6. Nämä ominaisuudet omaavat fenoliformaldehydireso1 it voidaan prosessoida yhtäpitävällä ja toistettavalla tavalla fenolisiksi vaahdoiksi, joiden k-alkuarvot ovat 0,10 -0,13, puristuslujuudet 1,4 - 2,5 kp/cm ja tiheydet 24 -80 kg/m\ Vaahdolla on myös erinomaiset t ui en kes t oa r vot .The present invention relates to an aqueous phenol-formaldehyde resole useful in the preparation of a phenolic foam insulation having good thermal insulation properties, compressive strength, density, brittleness and other properties required for commercial application. The aqueous phenol-formaldehyde resole is a substantially phenol-formaldehyde condensation polymer having a molar ratio of formaldehyde to phenol of about 1.7: 1 to about 2.3: 1, preferably about 1.75: 1 to about 2.25: 1, and most preferably about 2 : 1. Phenoliser resol has an average (weight) molecular weight as determined by gel permeation chromatography (GPC) of at least about 800 and most preferably from about 950 to 1500. Resol also has an average (number) molecular weight as determined by GPC chromatography of at least about 350 and most preferably about 400 and a dispersibility greater than about 1 , 7, preferably about 1.8 to 2.6. Phenol formaldehyde resins with these properties can be processed in a consistent and reproducible manner into phenolic foams with initial k-values of 0.10 to 0.13, compressive strengths of 1.4 to 2.5 kp / cm and densities of 24 to 80 kg / m 2. The foam also has excellent t ui en kes t oa r vot.

Parempaa vesipitoista fenoliformaldehydiresolia voidaan valmistaa käyttämällä mitä tahansa vesipitoisten fenolisten resolien valmistukseen tunnettua standardimenetelmää.An improved aqueous phenol-formaldehyde resole can be prepared using any standard method known for the preparation of aqueous phenolic resoles.

Parhaana pidetyssä vesipitoisten fenolisten resolien valmistusmenetelmässä saatetaan erittäin väkevä vesipitoinen fenoli (yli 88 painoprosenttia) reagoimaan erittäin väkevän formaldehydin (yli 85 painoprosenttia) kanssa alkalisen katalyytin läsnäollessa, jonka konsentraatio on hieman korkeampi kuin mitä tavallisesti käytetään fenolisten resolien valmistuksessa. Parhaana pidetyssä menetelmässä formaldehydi lisätään fenolin ja alkalisen katalyytin seokeen erittäin tai jatkuvasti kondensointireaktion ensimmäisen osan aikana.The preferred process for the preparation of aqueous phenolic resoles reacts a highly concentrated aqueous phenol (greater than 88% by weight) with highly concentrated formaldehyde (greater than 85% by weight) in the presence of an alkaline catalyst at a slightly higher concentration than is commonly used in the preparation of phenolic resoles. In the preferred process, formaldehyde is added to the mixture of phenol and alkaline catalyst very or continuously during the first part of the condensation reaction.

u 7 73445 Nämä paremmat vesipitoiset feno 1iformaldehydireso1it formuloidaan vaahdotettaviksi fenolisiksi reso1iseoksiksι, jotka sisältävät vesipitoisen fenolisen resolin lisäksi pinta-aktiivista ainetta, paisutusainetta, valinnaisia lisäaineita ja hapanta vaahdotus- ja kovetuskataiyyttiä. Vaahdotettavista fenolisista resoliseoksista saadaan fenolista vaahtoa, jolla on paremmat ominaisuudet, erityisesti lämmön-eristysominaisuudet, verrattuna alan aikaisempiin fenolisiin vaahtoihin.u 7,73445 These improved aqueous phenol formaldehyde resosols are formulated as foamable phenolic reso mixtures which, in addition to the aqueous phenolic resole, contain a surfactant, a blowing agent, optional additives and an acidic foaming and curing catholyte. The phenolic foams to be foamed give a phenolic foam with better properties, in particular thermal insulation properties, compared to previous phenolic foams in the art.

Seuraavissa piirustuksissa tarkoittavat samat numerot sanoja osia.In the following drawings, the same numbers denote the words parts.

Kuviot IA ja IB havainnollistavat kaaviol1isesti ja osittain leikattuna oleellisesti suljettuja muotteja, joita käytetään fenolisen vaahdon valmistamiseen laboratoriossa .Figures 1A and 1B schematically and in partial section illustrate substantially closed molds used to make phenolic foam in the laboratory.

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti sivultapäin ja leikattuna kaksinauhaista laitetta, jolla jatkuvatoimisesti valmistetaan fenolista vaahtoa.Figure 2 is a schematic side and sectional view of a double-belt device for the continuous production of phenolic foam.

Kuvio 3 esittää kaaviollisesti leikkausta pitkin kuvion 2 viivaa III-III.Fig. 3 schematically shows a section along the line III-III in Fig. 2.

Kuvio 4 esittää kaaviollisesti leikkausta pitkin kuvion 3 viivaa IV-IV.Fig. 4 schematically shows a section along the line IV-IV in Fig. 3.

Kuvio 5 esittää kaaviollisesti leikkausta pitkin kuvion 3 viivaa V-V.Fig. 5 schematically shows a section along the line V-V in Fig. 3.

Kuviot 6-22 ovat SEM-kuvia (scanning electron photomicrograps), jotka esittävät fenolisten vaahtojen soluja ja soluseinämiä. Nämä fenoliset vaahdot tehtiin käyttämällä tyypillisiä esillä olevan keksinnön mukaisia resoleja. Kaikki SEM-kuvat ovat 400-kertais ia suurennoksia, ellei toisin ole mainittu.Figures 6-22 are scanning electron photomicrograps (SEM) images showing the cells and cell walls of phenolic foams. These phenolic foams were made using typical resoles of the present invention. All SEM images are 400x magnification unless otherwise noted.

8 734458 73445

Edellä mainittiin, että fenolisten vaahtojen käyttäminen lämmöneristyksessä, erityisesti kattoihin, seiniin ja putkiin, on erityisen toivottavaa fenolisille vaahdoille ominaisten erinomaisten tulenkesto-ominaisuuksien vuoksi. Fenolisten vaahtojen on kuitenkin tähän mennessä tiedetty kärsivän yleensä liian huonoista k-alkuarvoista ja kyvyttömyydestään säilyttää alhainen k-arvo ajan kuluessa. Vaahdotetun materiaalin lämmöneristyskyky voidaan yleisesti arvioida lämmön-johtavuuden tai k-arvon avulla. Jonkin tietyn eristysaineen lämmönjohtavuus eli k-arvo mitataan ASTM-menetelmällä C-518 (Revised). Tyypillisesti sen dimensio on BTU/tuuma/tunti/ neliöjalka/°F. Mitä alhaisempi k-arvo on, sitä parempi on materiaalin eristyskyky. Lisäksi, mitä kauemmin vaahto säilyttää alhaisen k-arvon, sitä parempi on materiaalin eristysteho.It was mentioned above that the use of phenolic foams in thermal insulation, especially in ceilings, walls and pipes, is particularly desirable due to the excellent refractory properties inherent in phenolic foams. However, phenolic foams have so far been known to suffer from generally too poor initial k-values and their inability to maintain a low k-value over time. The thermal insulation capacity of a foamed material can generally be assessed by thermal conductivity or k-value. The thermal conductivity, or k-value, of a particular insulating material is measured by ASTM method C-518 (Revised). Typically, its dimension is BTU / inch / hour / square foot / ° F. The lower the k-value, the better the insulation capacity of the material. In addition, the longer the foam maintains a low k value, the better the insulation performance of the material.

Alhaisella k-arvolla tarkoitetaan k-arvoa, joka on oleellisesti alle noin 0,22, mikä on suurin piirtein ilman k-arvo. Alhaisella k-alkuarvolla tarkoitetaan k-arvoa, joka on oleellisesti alle 0,22 mitattuna sen jälkeen, kun valmistettu vaahto on saavuttanut vesitasapainon, yleensä noin 5 päivän kuluessa. Tämän keksinnön mukaisia fenolisia resoleita käyttämällä on havaittu voitavan valmistaa fenolista vaahtoa, jonka k-arvot pienenevät muutaman ensimmäisen päivän aikana fenolisen vaahdon vesipitoisuuden tullessa tasapainoon ympäristön kanssa. Tämän jälkeen k-arvo pysyy oleellisesti vakiona ajan kuluessa. Tämän keksinnön mukaisilla resoleilla voidaan valmistaa fenolisia vaahtoja, joiden ASTM-menetelmällä mitatut k-alkuarvot ovat pienempiä kuin 0,15 ja yleensä välillä 0,10 - 0,13. Eräillä vaahdoilla, jotka oli valmistettu käyttämällä parhaana pidettyjä fenolisia resoleja, olivat k-arvot pienempiä kuin 0,10 mitattuna hyvin alhaisilla vesipitoisuuksilla. On mahdollista valmistaa fenolista vaahtoa, joka säilyttää nämä alhaiset k-arvot ajan kuluessa.By low k-value is meant a k-value that is substantially less than about 0.22, which is approximately the k-value of air. By low initial k-value is meant a k-value that is substantially less than 0.22 measured after the prepared foam has reached water equilibrium, usually within about 5 days. Using the phenolic resoles of this invention, it has been found that it is possible to produce a phenolic foam whose k-values decrease during the first few days as the water content of the phenolic foam equilibrates with the environment. Thereafter, the k-value remains substantially constant over time. The resoles of this invention can be used to prepare phenolic foams having kTM initial values of less than 0.15 and generally between 0.10 and 0.13 as measured by the ASTM method. Some foams prepared using the preferred phenolic resoles had k-values less than 0.10 as measured at very low water contents. It is possible to produce a phenolic foam that maintains these low k values over time.

Keksinnön mukaisista fenolisista resoleista valmistettujen fenolisten vaahtojen kokonaistiheydet (mukaanlukien vaahdon li 9 73445 kuori) ovat yleensä välillä noin 24 - noin Θ0 kg/m^ ja parhaiten välillä noin 32 - noin 64 kg/m^ ja sydäntiheydet (so. ilman vaahdon kuorta) välillä noin 24 - noin 72 kg/m3 ja parhaiten välillä noin 32 - noin 65 kg/m"5. On mahdollista valmistaa fenolisia vaahtoja, jotka ovat oleellisesti umpi-soluisia vaahtoja (so. eivät oleellisesti sisällä puhjenneita soluseinämiä) ja sisältävät yleensä vähintään 90 - 95 % ump isoluj a ja tyypillisesti yli 95 % umpisoluja mitattuna esimerkiksi ilmapyknometrin avulla AS T M menetelmällä D-2865-70 ( 1976 ) .The total densities of the phenolic foams made from the phenolic resoles of the invention (including the shell of the foam li 9 73445) are generally between about 24 to about Θ0 kg / m 2 and most preferably between about 32 to about 64 kg / m 2 and the core densities (i.e. without foam shell). from about 24 to about 72 kg / m 3, and preferably from about 32 to about 65 kg / m 2 ". It is possible to produce phenolic foams which are substantially closed-cell foams (i.e., substantially free of ruptured cell walls) and generally contain at least 90 - 95% closed cells and typically more than 95% closed cells as measured, for example, by an air pycnometer using the ASTM method D-2865-70 (1976).

Fenolisen vaahdon k-arvo liittyy suoraan vaahdotettavan fenolisen resoliseoksen kykyyn vangita paisutusaine vaahdotus-ja kovettamisvaiheiden aikana ja pidättää paisutusaika ajan kuluessa. Fenolisen vaahdon lämmönjohtavuus liittyy suoraan sisäänjääneen kaasun lämmönjohtavuuteen. Fenolisen vaahdon, jonka sisälle on jäänyt vain ilmaa, k-arvon voidaan odottaa olevan noin 0,22. Fenolisella vaahdolla, jonka sisään on jäänyt fluorihiilivetyä, voidaan olettaa olevan k-arvon, joka on lähellä sisäänjäänen fluorihiilivedyn lämmönjohtavuutta. Kaupallisten fluorihii1ivetyjen k-arvot ovat noin 0,10. Erinomaisen fenolisen vaahdon k-arvo on siten noin 0,10 ja se säilyttää tämän k-arvon ajan kuluessa. Tämän keksinnön mukaisista resoleista valmistetuilla fenoli-silla vaahdoilla on tällainen k-arvo, joka voi säilyä ajan kuluessa.The k-value of the phenolic foam is directly related to the ability of the phenolic resole mixture to be foamed to capture the blowing agent during the flotation and curing steps and retain the swelling time over time. The thermal conductivity of phenolic foam is directly related to the thermal conductivity of the entrapped gas. For a phenolic foam with only air left, the k-value can be expected to be about 0.22. A phenolic foam with fluorocarbon retained can be assumed to have a k-value close to the thermal conductivity of the entrapped fluorocarbon. Commercial fluorocarbons have k-values of about 0.10. The excellent phenolic foam thus has a k-value of about 0.10 and maintains this k-value over time. Phenolic foams made from the resoles of this invention have such a k-value that can be maintained over time.

Edellä on mainittu, että tekniikan tason mukaisen fenolisen vaahdon huonon k-alkuarvon uskotaan johtuvan kahdesta pääsyystä. Toinen syy on paisutusaineen häviäminen ennenkuin soluseinämät ovat muodostuneet niin vahvoiksi, että ne vangitsevat paisutusaineen. Toinen syy on soluseinämien puhkeamien vaahdotuksen aikana. Kuten edellä mainittiin, uskotaan lämmöneristy skyvyn häviämisen ajan kuluessa johtuvan soluseinämissä olevista useista pienistä aukoista ja ohuiden soluseinämien halkeilemisesta lämpörasituksen vaikutuksesta.It has been mentioned above that the poor initial k-value of the prior art phenolic foam is believed to be due to two main reasons. Another reason is the disappearance of the blowing agent before the cell walls have become so strong that they trap the blowing agent. Another reason is cell wall eruptions during flotation. As mentioned above, it is believed that the loss of thermal insulation over time is due to a number of small openings in the cell walls and the cracking of the thin cell walls by thermal stress.

10 7344510 73445

Soluseinämien puhkeamisen pääsyy on fenolisen vaahdon muodostamisen aikana laajenevan paisutusaineen aiheuttama paine. Fenolisten vaahtojen kaupallisessa valmistuksessa normaalisti käytetyissä lämpötiloissa (so. 52 - 121°C) paisutusaineen vaahdottamisen ja kovettamisen aikana aiheuttama paine on suurempi kuin minkä soluseinämät voivat kestää, erityisesti vaahdottamisen ja kovettamisen alkuvaiheessa. Fenolisten vaahtojen, jotka on valmistettu tekniikan tason mukaisilla resoleilla, soluseinämät eivät voi kestää kovin suurta painetta, ennenkuin vaahdottaminen on tapahtunut loppuun ja oleellinen kovettuminen on tapahtunut. Laajeneva paisu-tusaine puhkaisee siten seinämät ennenkuin ne ovat riittävän paljon kovettuneet, jolloin saadaan avosoluista vaahtoa, jonka lämmönjohto-ominaisuudet eivät ole tyydyttäviä. Samanaikaisessa patenttihakemuksessa on esitetty menetelmä, jolla estetään soluseinämien puhkeaminen vaahdotuksen ja kovettamisen aikana. Tässä menetelmässä pidetään vaahdotettavien fenolisten resoliseosten pinnat paineenalaisina vaahdottamisen ja kovettamisen aikana.The main cause of cell wall rupture is the pressure exerted by the expanding blowing agent during the formation of the phenolic foam. At temperatures normally used in the commercial production of phenolic foams (i.e. 52-121 ° C), the pressure exerted by the blowing agent during foaming and curing is higher than what the cell walls can withstand, especially in the initial stage of foaming and curing. The cell walls of phenolic foams made with prior art resoles cannot withstand very high pressure until foaming has been completed and substantial curing has taken place. The expandable blowing agent thus punctures the walls before they have hardened sufficiently to give an open-celled foam with unsatisfactory thermal conductivity. A co-pending patent application discloses a method for preventing the rupture of cell walls during flotation and curing. In this method, the surfaces of the phenolic resole mixtures to be foamed are kept under pressure during foaming and curing.

Soluseinämien puhkeamisen toinen syy on veden mukanaolo vaahdotettavassa fenolisessa resoliseoksessa, erityisesti katalyyttisysteemissä oleva vesi. Veden aiheuttama soluseinämien puhkeaminen ei ole läheskään niin voimakasta kuin puhkeaminen, joka johtuu siitä, että vaahtoseokseen ei kohdistu suuruudeltaan vähintään yhtä suuri vastavoima kuin laajenevan paisutusaineen aiheuttama voima, tai puhkeaminen, joka johtuu sellaisen fenolisen resolin käyttämisestä, joka muodostaa lämpöä liian nopeasti ja liian paljon. Toisessa samanaikaisessa patenttihakemuksessa on esitetty menetelmä, jolla ehkäistään tai estetään veden aiheuttama soluseinämien puhkeaminen. Tässä menetelmässä käytetään vaahdotus- ja kovetuskatalyyttinä tiettyjä vedettömiä aryylisulfonihappoja. Vaikkakin nämä menetelmät osaltaan estävät soluseinämien puhkeamista, ne eivät estä kaikkien soluseinämien puhkeamista. Kun käytetään tämän keksinnön mukaista fenolista erikois-resolia, voidaan valmistaa fenolista vaahtoa, jossa eiAnother cause of cell wall rupture is the presence of water in the foamable phenolic resolution mixture, especially water in the catalyst system. The water-induced cell wall eruption is nowhere near as strong as the eruption due to the foam mixture not being counteracted by at least as much force as the expanding blowing agent, or the eruption due to the use of a phenolic resole that generates heat too quickly and too much. Another co-pending patent application discloses a method for preventing or inhibiting water-induced cell wall rupture. This process uses certain anhydrous arylsulfonic acids as the flotation and curing catalyst. Although these methods help prevent cell wall rupture, they do not prevent all cell wall rupture. When a special phenolic resol of the present invention is used, a phenolic foam can be prepared in which no

Il .Il.

11 73445 oleellisesti ole puhjenneita so 1use in amiä.11 73445 essentially no erupted so 1use in am.

Paisutusaineen häviäminen ennenkuin soluseinämät ovat muodostuneet niin vahvoiksi, että ne pidättävät laajenevan paisutusaineen, johtuu kahdesta toisistaan riippuvasta tekijästä. Ensiksikin alan aikaisemmat resolit ovat erittäin reaktiivisia. Kun näihin resoleihin lisätään niin suuret määrät hapanta kovettamisainetta, että se riittää vaahdottamaan ja kovettamaan resolin kohtuullisessa ajassa, nämä resolit kehittävät lämpöä erittäin nopeasti ja lämpöhuiput nousevat oleellisesti yli 93°C. Tämä nopea ja korkea eksotermisen lämmön muodostuminen ajaa pois suurimman osan paisutusaineesta ennenkuin soluseinämät ovat riittävästi muodostuneet ja kykenevät vangitsemaan paisutusaineen. Tuloksena on fenolinen vaahto, jonka soluihin on jäänyt vain pieni määrä paisutusainesta. Lisäksi nopealla ja suurella lämmönkehityksellä on myös taipumus puhkaista soluseinämät jopa vastavoiman läsnäollessa. Toiseksi, alan aikaisemmilla vesipitoisilla resoleilla on alhaiset visko sitee11iominaisuudet , erityisesti, kun ne formuloidaan vaahdotettaviksi seoksiksi yhdessä pinta-aktiivisten aineiden, paisutusaineiden ja happokatalyyttien kanssa. Koska vaahdotettavan seoksen lämpötila nousee nopeasti vaahdotuksen alkuvaiheessa, resolin viskositeetti alenee voimakkaasti eikä kasva ennenkuin tapahtuu oleellista resolin ristisitoutumista. Viskositeetiltaan alhaisesta hartsista muodostetut soluseinämät eivät kykene vangitsemaan ja pidättämään paisutusainetta ennenkuin on tapahtunut oleellista kovettumista. Siten suuri osa paisutusaineesta häviää ennenkuin soluseinämät ovat riittävän vahvoja ja näin saadaan fenolinen vaahto, joka sisältää vain vähän tai ei lainkaan siihen jäänyttä paisutusainetta.The disappearance of the blowing agent before the cell walls have become so strong that they retain the expanding blowing agent is due to two interdependent factors. First, prior art resolutions are highly reactive. When such large amounts of acidic curing agent are added to these resoles that it is sufficient to foam and cure the resole in a reasonable amount of time, these resoles generate heat very rapidly and the heat peaks rise substantially above 93 ° C. This rapid and high generation of exothermic heat drives away most of the blowing agent until the cell walls are sufficiently formed and capable of trapping the blowing agent. The result is a phenolic foam with only a small amount of blowing agent left in the cells. In addition, rapid and high heat generation also tends to puncture cell walls even in the presence of counterforce. Second, prior art aqueous resoles in the art have low viscosity bonding properties, especially when formulated as foamable mixtures with surfactants, blowing agents and acid catalysts. Because the temperature of the mixture to be foamed rises rapidly in the early stages of flotation, the viscosity of the resole decreases sharply and does not increase until substantial crosslinking of the resole occurs. Cell walls formed of low viscosity resin are unable to capture and retain the blowing agent until substantial curing has occurred. Thus, much of the blowing agent disappears before the cell walls are strong enough to produce a phenolic foam with little or no blowing agent left in it.

Soluseinämien, jotka ovat hyvin ohuita ja jotka halkeilevat lämpörasituksen alaisena, muodostuminen johtuu myös resoleista, joiden lämmönkehitys on liian nopea ja suuri ja joilla on liian alhainen viskositeetti. Edellä mainittiin, että vaahdotettavan seoksen lämpötila nousee vaahdotus- ja kovet- 12 73445 tumisreaktioiden alkuvaiheissa, jolloin fenolisen hartsin viskositeetti alenee tai ei ainakaan kasva merkittävästi ennenkuin tapahtuu merkittävää ristisitoutumista. Kunnes fenolisen hartsin viskositeetti kasvaa huomattavasti, on fenolihartsi11a, joka muodostaa soluseinämät, tänä aikana taipumus valua.The formation of cell walls that are very thin and crack under thermal stress is also due to resoles that have too rapid and high heat generation and too low viscosity. It was mentioned above that the temperature of the mixture to be foamed rises in the early stages of the flotation and curing reactions, with the viscosity of the phenolic resin decreasing or at least not increasing significantly before significant crosslinking occurs. Until the viscosity of the phenolic resin increases significantly, the phenolic resin11a which forms the cell walls tends to drain during this time.

Valumiseen liittyy vähitellen tapahtuva soluseinämien oheneminen ja solujen välisten siltojen paksuneminen. Jos tapahtuu liian oaljon valumista ennenkuin soluseinämät muodostava resoli on riittävästi ristisitoutunut, saadut soluseinämät ovat hyvin ohuita. Ohuet soluseinämät lisäksi puhkeavat helposti ja halkeavat erittäin helposti korkean lämpötilan, kuivumisen tai normaalin laajenemisen ja supistumisen vaikutuksesta .Drainage involves a gradual thinning of the cell walls and a thickening of the bridges between the cells. If too much leakage occurs before the resole forming the cell walls is sufficiently cross-linked, the resulting cell walls are very thin. In addition, thin cell walls easily rupture and crack very easily due to high temperature, drying, or normal expansion and contraction.

Esillä olevan keksinnön mukainen vesipitoinen fenolinen resoli on parempi kuin aikaisemmat fenoliset resolit. Alalla on yleisesti tunnettua katalysoida emäksen avulla fenolin ja formaldehydin kondensoituminen vesiliuoksissa niin, että muodostuu vesipitoisia kondensaatteja, joita yleisesti kutsutaan resoleiksi. Kuten tässä yhteydessä on tarkasteltu ja on yleisesti tunnettua, kovettuvat vesipitoiset fenoliset resolit helposti molekyylipainoiltaan suuremmiksi, risti-sitoutuneiksi kertahartseiksi. Ristisitova kovettamisreaktio on erittäin eksoterminen ja happamet aineet nopeuttavat sitä suuresti. Alan aikaisemmat resolit voidaan formuloida paisutusaineiden , pinta-aktiivisten aineiden ja happamen kovetuskatalyytin ja valinnaisten lisäaineiden kanssa vaahdotettavaksi seokseksi, joka voidaan vaahdottaa ja kovettaa fenoliseksi vaahdoksi. Alan aikaisemmilla resoleilla on kuitenkin yleensä kaksi haittaa; niiden eksoterminen lämmön-kehitys on liian suuri ja liian nopea ja niillä on liian alhainen viskositeetti. Ensiksikin alan aikaisemmat resolit, kun niiden kanssa käytetään hapanta katalyyttiä niin suuri määrä, että se riittää vaahdottamaan ja kovettamaan seoksen kohtuullisessa ajassa, muodostavat liian paljon ja liian 13 73445 nopeasti lämpöä. Tämän johdosta joko saadun vaahdon solusei-nämät puhkeavat liian korkean paineen vaikutuksesta tai paisutusaine virtaa pois ennenkuin soluseinämät ovat niin vahvoja, että ne vangitsevat paisutusaineen. Kummassakin tapauksessa saadaan fenolinen vaahto, jolla on huono k-alkuarvo. Toiseksi alan aikaisempien resolien viskositeetti on liian alhainen, erityisesti formuloituina vaahdotettaviksi seoksiksi. Alhainen viskositeetti mahdollistaa paisutusaineen pakenemisen ennenkuin soluseinämät ovat niin vahvoja, että ne vangitsevat paisutusaineen, ja fenolisen resolin valumisen solusei namistä niiden muodostuessa, jolloin saadaan hyvin ohuita solu seinämiä, jotka normaalin käytön aikana halkeilevat. Myös tämä johtaa fenoliseen vaahtoon, jolla on epätyydyttävät lämmöneristysominaisuudet.The aqueous phenolic resole of the present invention is superior to previous phenolic resoles. It is well known in the art to catalyze the condensation of phenol and formaldehyde in aqueous solutions with the aid of a base to form aqueous condensates, commonly referred to as resoles. As discussed herein and well known in the art, aqueous phenolic resoles readily cure to higher molecular weight, crosslinked disposable resins. The crosslinking curing reaction is highly exothermic and greatly accelerated by acidic substances. Prior art resols can be formulated with blowing agents, surfactants, and acid curing catalyst and optional additives into a foamable mixture that can be foamed and cured to a phenolic foam. However, prior art resoles generally have two disadvantages; their exothermic heat generation is too high and too fast and they have too low a viscosity. First, prior art resoles, when used in such an amount of acidic catalyst as is sufficient to foam and cure the mixture in a reasonable amount of time, generate too much and too much heat. As a result, either the cell walls of the resulting foam burst under too high a pressure or the blowing agent flows away before the cell walls are so strong that they trap the blowing agent. In either case, a phenolic foam with a poor initial k-value is obtained. Second, the viscosity of prior art resoles is too low, especially when formulated into foamable mixtures. The low viscosity allows the blowing agent to escape before the cell walls are so strong that they trap the blowing agent, and the phenolic resole flows out of the cell wall as they form, resulting in very thin cell walls that crack during normal use. This also results in a phenolic foam with unsatisfactory thermal insulation properties.

Sen sijaan tämän keksinnön mukaisilla vesipitoisilla fenoli-silla resoleilla ei ole edellä mainittuja haittoja. Kun nämä resolit formuloidaan vaahdotettaviksi seoksiksi ja kovetetaan käyttämällä niin suuri määrä happoa kuin tarvitaan seoksen vaahdottamiseen ja kovettamiseen kohtuullisessa kaupallisessa ajassa, ne eivät kehitä lämpöä liian nopeasti tai liian paljon. Tämän keksinnön mukaiset parhaana pidetyt vaahdotettavat fenoliset resoliseokset saavuttavat yleensä maksimipaineen noin 2-3 minuuttia happamen katalyytin lisäämisen jälkeen. Tämän jakson aikana seokset saavuttavat noin 74 - 79°C lämpötilan. Tämän jakson aikana lämpötilan ei tulisi milloinkaan ylittää 93°C ja parhaiten ei milloinkaan 88°C. Kun käytetään parhaana pidettyjä resoleja ja vaahdotettavia resoliseoksia, muodostuneet paineet ovat tavallisesti 0,28 - 0,42 kp/cm yli ilmakehän paineen. Mäin voidaan siten valmistaa fenolisia vaahtoja, jotka ovat vanginneet oleellisesti kaiken paisutusaineen ja joissa on soluseinämät, jotka eivät ole puhjenneet. Lisäksi vaahdotettavien resoli-seosten viskositeetti on riittävän korkea vangitsemaan paisutusaineen alkuvaiheiden aikana ja fenoliset resolit eivät merkittävästi valu, jolloin muodostuu vahvempia ja paksumpia soluseinämiä.In contrast, the aqueous phenolic resoles of this invention do not have the above-mentioned disadvantages. When these resoles are formulated into foamable mixtures and cured using as much acid as is needed to foam and cure the mixture in a reasonable commercial time, they do not generate heat too quickly or too much. The preferred foamable phenolic resole mixtures of this invention generally reach maximum pressure about 2-3 minutes after the addition of the acid catalyst. During this period, the mixtures reach a temperature of about 74-79 ° C. During this period, the temperature should never exceed 93 ° C and preferably never 88 ° C. When preferred resoles and foamable resole mixtures are used, the pressures formed are usually 0.28 to 0.42 kp / cm above atmospheric pressure. Thus, phenolic foams can be prepared which have captured substantially all of the blowing agent and have cell walls that have not ruptured. In addition, the viscosity of the resole blends to be foamed is high enough to trap the blowing agent during the initial stages, and the phenolic resoles do not significantly flow, resulting in stronger and thicker cell walls.

14 73445 Tämän keksinnön mukainen vesipitoinen fenolin resoli on oleellisesti fenoliformaldehydi-kondensaatiopolymeeri, jossa formaldehydin moolisuhde fenoliin on noin 1,7:1 -noin 2,3:1, parhaiten noin 1,73:1 - noin 2,25:1 ja kaikkein parhaiten noin 2:1. Fenolisen resolin keskimääräinen (paino) molekyylipaino on vähintään noin 800 ja parhaiten noin 950 - 1500. Fenolisella resolilla on myös keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino vähintään noin 350, parhaiten noin 400 - 600 ja dispergoitavuus yli 1,7, parhaiten noin 1,8 - 2,6. Tämän keksinnön mukainen fenolinen resoli voi olla useamman kuin yhden resolin seos, jos saatu resoliseos täyttää vaaditut ominaisuudet.The aqueous phenol resole of this invention is a substantially phenol-formaldehyde condensation polymer having a molar ratio of formaldehyde to phenol of about 1.7: 1 to about 2.3: 1, preferably about 1.73: 1 to about 2.25: 1, and most preferably about 2: 1. The phenolic resole has an average (weight) molecular weight of at least about 800 and most preferably about 950 to 1500. The phenolic resole also has an average (number) molecular weight of at least about 350, preferably about 400 to 600, and a dispersibility of more than 1.7, most preferably about 1.8 to 2 , 6. The phenolic resole of this invention may be a mixture of more than one resole if the resulting resole mixture meets the required properties.

Tämän keksinnön mukaiset vesipitoiset fenoliformaldehydiresolit valmistetaan saattamalla halutut moolisuhteet fenolia ja formaldehydiä reagoimaan emäksisen katalyytin läsnäollessa, kunnes saadulla fenolisella resolilla on haluttu molekyylipaino ja dispergoitavuus. Reaktio voidaan suorittaa käyttämällä mitä tahansa alalla aikaisemmin yleisesti tunnettuja menetelmiä. Fenolia, formaldehydiä ja katalyyttiä voidaan esimerkiksi laittaa halutut moolimäärät reaktoriin ja saattaa reagoimaan, kunnes saavutetaan halutut molekyyJipainot. Vaihtoehtoisesti reaktoriin voidaan laittaa yksi tai kaksi ainesosaa ja lisätä loput ainesosat ajan kuluessa reaktio-seokseen. Vesipitoisen fenolisen resolin parhaana pidetyssä valmistusmenetelmässä lisätään reaktoriin fenoli ja emäksinen katalyytti ja formaldehydi annostellaan erittäin tai jatkuva-toimisesti kondensointireaktion alkuvaiheen aikana. Fenolisen hartsin valmistusmenetelmä ei ole kriittinen, jos fenoli ja formaldehydi kondensoituvat halutussa moo 1isuhteessa ja tuotteilla on halutut ominaisuudet molekyylipainon ja dispergoitavuuden suhteen.The aqueous phenol-formaldehyde resoles of this invention are prepared by reacting the desired molar ratios of phenol and formaldehyde in the presence of a basic catalyst until the resulting phenolic resole has the desired molecular weight and dispersibility. The reaction can be performed using any methods previously known in the art. For example, phenol, formaldehyde, and catalyst can be charged to the reactor in the desired molar amounts and reacted until the desired molecular weights are achieved. Alternatively, one or two ingredients may be placed in the reactor and the remaining ingredients added to the reaction mixture over time. In the preferred method of preparing the aqueous phenolic resole, phenol is added to the reactor and the basic catalyst and formaldehyde are metered highly or continuously during the initial stage of the condensation reaction. The method of preparation of the phenolic resin is not critical if the phenol and formaldehyde condense in the desired molar ratio and the products have the desired properties in terms of molecular weight and dispersibility.

Edellä mainittiin, että fenolisessa resolissa on formaldehydin moolisuhteen fenoliin oltava noin 1,7:1 - 2,3:1. Jos suhde on suurempi kuin 2,3:1, niin saatu fenolinen vaahto voi sisältää jäljelle jäänyttä vapaata formaldehydiä ja aiheuttaa 15 73445 hajuongelman. Lisäksi mo olosuhteissa yli 2,3:1 saadaan fenolisia resaleja, joissa lämmönkehitys on liian hidas ja käsittely viskositeetti on liian korkea. Fenolisilla vaahdoilla, jotka on valmistettu resoleista, joiden moolisuhde on yli 2,3:1, on myös taipumus olla liian hauraita ja niillä on huono puristuslujuus. Jos moolisuhde on pienempi kuin 1,7:1, niin resolilla on liian alhainen viskositeetti, mikä johtaa ohuisiin soluseinämiin. Fenoliset resolit, joissa moolisuhde on pienempi kuin 1,7:1, ovat myös erittäin eksotermisia, mikä vaikeuttaa poisutusaineen vangitsemista ja soluseinämien puhkeamisen estämistä. Näistä resoleista tehdyt fenoliset vaahdot myös kutistuvat liian paljon.It was mentioned above that in a phenolic resole, the molar ratio of formaldehyde to phenol should be about 1.7: 1 to 2.3: 1. If the ratio is greater than 2.3: 1, then the resulting phenolic foam may contain residual free formaldehyde and cause an odor problem. In addition, under mo conditions above 2.3: 1, phenolic resales are obtained in which the heat generation is too slow and the processing viscosity is too high. Phenolic foams made from resoles with a molar ratio of more than 2.3: 1 also tend to be too brittle and have poor compressive strength. If the molar ratio is less than 1.7: 1, then the resol has too low a viscosity, resulting in thin cell walls. Phenolic resoles with a molar ratio of less than 1.7: 1 are also highly exothermic, making it difficult to capture the effluent and prevent cell wall rupture. Phenolic foams made from these resoles also shrink too much.

Fenolisen resolin keskimääräisen (paino) molekyy1ipainon on oltava yli noin 800, parhaiten välillä 930 ja 1300.The average (weight) molecular weight of the phenolic resole should be greater than about 800, preferably between 930 and 1300.

Jos keskimääräinen (paino) molekyy1ipaino on pienempi kuin noin 800, fenolinen hartsi on liian reaktiivinen eikä riittävän viskoosinen. Fenolisissa resoleissa, joissa keskimääräiset (paino) molekyylipainot ovat pienempiä kuin 800, paineja lämmönkehityshuiput ovat liian nopeita ja korkeita.If the average (weight) molecular weight is less than about 800, the phenolic resin is too reactive and not sufficiently viscous. In phenolic resoles with average (weight) molecular weights of less than 800, the pressures of heat generation peaks are too fast and high.

Nämä resolit saavuttavat myös tämän jakson aikana eksotermisen lämpötilan, joka on yli 93°C. Tämä nopea ja voimakas lämmönkehitys saa monet soluseinämät puhkeamaan ja fluorihii1ivety-paisutusaineen häviämään ennenkuin solut ovat mudostuneet. Lisäksi fenolisista hartseista, joiden keskimääräiset (paino) molekyylipainot ovat pienempiä kuin 800, saadaan vaahdotettavia fenolisia resoliseoksia, joiden viskoosisuus on liian pieni muodostamaan vahvoja, paksuja soluseinämiä. Näillä fenolisilla hartseilla on taipumus valua vaahdottamisen ja kovettamisen alkuvaiheessa, jolloin muodostuu ohutseinäisiä soluseinämiä. Paisutusaine puhkaisee helposti ohuet soluseinämät ja ne halkeilevat helposti kuivattaessa ja käytön aikana.These resoles also reach an exothermic temperature above 93 ° C during this period. This rapid and intense heat generation causes many cell walls to rupture and the fluorocarbon blowing agent to disappear before the cells have formed. In addition, phenolic resins having average (weight) molecular weights of less than 800 give foamable phenolic resole mixtures having too low a viscosity to form strong, thick cell walls. These phenolic resins tend to drain in the early stages of foaming and curing to form thin-walled cell walls. The blowing agent easily punctures thin cell walls and they crack easily during drying and use.

Keskimääräisen (paino) molekyylipainon yläraja määräytyy käytännön syistä. Resolit, joiden molekyylipainot ovat yli 1500, ovat usein hyvin viskoosisia ja varsin vaikeasti käsiteltäviä. Niistä voidaan kuitenkin tehdä hyväksyttäviä 16 73445 vaahtoja .The upper limit of the average (weight) molecular weight is determined for practical reasons. Resoles with molecular weights above 1,500 are often very viscous and quite difficult to handle. However, they can be made into acceptable 16,73445 foams.

Fenolisten resolien keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino on suurempi kuin noin 350, parhaiten noin 400 - 600, ja dispergoitavuus on yli noin 1,7, parhaiten välillä 1,0 ja 2,6. Jos keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino on alle 350 tai dispergoitavuus on alle noin 1,7, niin fenolisella resolilla on liian alhainen viskositeetti. Fenolinen resoli on lisäksi liian reaktiivinen, so. sen lämmönkehitys on liian suuri ja liian nopea. Paisutusaine on vaikea vangita ja soluseinämien puhkeaminen on vaikeasti estettävissä.The phenolic resoles have an average (number) molecular weight of greater than about 350, preferably about 400 to 600, and a dispersibility of more than about 1.7, most preferably between 1.0 and 2.6. If the average (number) molecular weight is less than 350 or the dispersibility is less than about 1.7, then the phenolic resole has too low a viscosity. In addition, the phenolic resole is too reactive, i. its heat generation is too large and too fast. The blowing agent is difficult to capture and the rupture of cell walls is difficult to prevent.

Näistä resoleista tehdyillä fenolisilla vaahdoilla esiintyy myös kutistumisongelma ja niillä on ohuet soluseinämät.Phenolic foams made from these resoles also have a shrinkage problem and have thin cell walls.

Jos keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino on suurempi kuin noin 600 tai dispergoitavuus on yli 2,6, resolit ovat usein liian viskoosisia käsitellä ja ne reagoivat liian hitaasti. Nämä ylärajat määräytyvät käytännön syistä. Resoleista, joissa on näitä rajoja suuremmat keskimääräiset (lukumäärä) molekyy1ipainot ja dispergoitavuudet, voidaan tehdä hyväksyttäviä vaahtoja.If the average (number) molecular weight is greater than about 600 or the dispersibility is greater than 2.6, the resoles are often too viscous to handle and react too slowly. These ceilings are determined for practical reasons. Resoles with average (number) molecular weights and dispersibility above these limits can be made into acceptable foams.

Tämän keksinnön mukaisissa fenolisissa resoleissa voi vapaan formaldehydin pitoisuus olla noin 7 painoprosenttiin asti resolista ja vapaan fenolin pitoisuus noin 7 painoprosenttiin asti. Vapaata formaldehydiä ja fenolia on parhaiten alle noin 4 painoprosenttia. Liian suuri määrä formaldehydiä voi aiheuttaa hajuongelman. Vapaa formaldehydi ja fenoli lisäksi vaikuttavat fenolisen resolin ja vaahdotettavan seoksen reaktiivisuuteen ja viskositeettiin.The phenolic resoles of this invention may have a free formaldehyde content of up to about 7% by weight of resole and a free phenol content of up to about 7% by weight. The free formaldehyde and phenol are preferably less than about 4% by weight. Too much formaldehyde can cause an odor problem. In addition, free formaldehyde and phenol affect the reactivity and viscosity of the phenolic resole and the foamable mixture.

Esillä olevan keksinnön mukaisten fenolisten resolien viskositeetti on yleensä noin 1000 senttipoisea - noin 20.000 senttipoisea 16-prosenttisessa vedessä ja 25°C:ssa. Viskositeetti on parhaiten välillä noin 6000 ja 10.000 senttipoisea. Viskositeetti ei ole kriittinen tekijä niin kauan kuin moolisuhteet, molekyy1ipainot ja dispergoitavuus ovat edellä esitetyt. On mahdollista valmistaa fenolisia resoleja, 17 73445 joilla on edellä mainitut viskositeetit mutta ei vaadittuja molekyylipainoja ja disperqoitavuutta. T ij 1 laiset resolit eivät sisälly esillä olevaan keksintöön. Resolit. , joiden viskositeetit ovat edellä mainitulla alueella, erityisesti suositellulla alueella, ovat toivottavia, koska ne voidaan tavanomaisella laitteistolla helposti formuloida yhtenäisiksi vaahdotettaviksi fenolisiksi resoliseoksi ks i .The phenolic resoles of the present invention generally have a viscosity of about 1,000 centipoise to about 20,000 centipoise in 16% water and 25 ° C. The viscosity is best between about 6,000 and 10,000 centipoise. Viscosity is not critical as long as the molar ratios, molecular weights and dispersibility are as set forth above. It is possible to prepare phenolic resoles, 17 73445 having the above viscosities but not the required molecular weights and dispersibility. Such resoles are not included in the present invention. Resoles. , whose viscosities are in the above range, especially in the recommended range, are desirable because they can be easily formulated into a uniform foamable phenolic resolution with conventional equipment see i.

fenolin käytön lisäksi voidaan fenoli korvata noin 10 % asti muilla fenolisilla yhdisteillä. Esimerkkejä muista sopivista fenolisista yhdisteistä ovat· resorsinoli; katekoii; orto-, meta- ja para - k re so 1it; ksylenolit; etyy1ifenolit : p-tert.butyylifenoli ja vastaava*-. Voidaan käyttää myös ka k siytimisiö fenolisin yhdisteitä. Parhaana pidetyt fenoiiset resolit sisältävät pääasiassa itse fenolia ja vain pienehköt määrät, jos lainkaan, muita fenolisiä yhdisteitä.in addition to the use of phenol, up to about 10% of phenol can be replaced by other phenolic compounds. Examples of other suitable phenolic compounds are · resorcinol; katekoii; ortho-, meta- and para-k re so 1it; xylenols; ethylphenols: p-tert-butylphenol and the like * -. Phenolic phenolic compounds can also be used. The preferred phenolic resoles contain mainly the phenol itself and only minor amounts, if any, of other phenolic compounds.

Formaldehydin käytön lisäksi formaldehydi voidaan korvata noin 10 % asti muilla aldehydeillä. Esimerkkejä muista sopivista aldehydeista ovat qlyoksaali, a seta I dehydi, kloraali, furfuraali ja bentsaldehydi. Parhaana pidetyt fenoiiset resolit sisältävät pääasiassa itse formaldehydiä ja vain pienehköt määrät, jos lainkaan, muita aldehydejä. iässä yhteydessä käytettynä nimitys fenolinen resol i käsittää resolit, jotka sisältävät pienehköjä määriä muita fenolisiä yhdisteitä kuin fenoli ja/tai pienehköjä määriä muita aldehydejä kuin formaldehydi.In addition to the use of formaldehyde, up to about 10% of formaldehyde can be replaced by other aldehydes. Examples of other suitable aldehydes are qyoxal, α dehyde, chloral, furfural and benzaldehyde. The preferred phenolic resoles contain mainly formaldehyde itself and only minor amounts, if any, of other aldehydes. as used herein, the term phenolic resol i encompasses resoles containing minor amounts of phenolic compounds other than phenol and / or minor amounts of aldehydes other than formaldehyde.

F enol i-komponent f i lisätään reaktoriin t. a va 1 J i s es t j vesiliuoksena. Fenolin konsent rant io voi olla välillä noin 50 painoprosenttia - noin 95 painoprosenttia, liuoksia, jotka sisältävät alle 50 painoprosenttia, voidaan käyttää, mutta saatu reaktioseos on hyvin laimea ja siten tarultaan pidempi reaktioaika, jotta saataisiin moiekyy1ιpa1 noitaan haluttu resoli. Mahdollista on myris käyttää puhdasta fenolia; puhtaan fenolin käyttämisellä ei kuitenkaan saavuteta mitään etua verrattuna vesipitoisiin fenol isiin liuoksiin, joissa 18 73445 konsentraatiot ovat yli noin 85 painoprosenttia. Parhaana pidetyssä menetelmässä käytetään väkeviä fenoliliuoksia, joissa pitoisuus on 88 painoprosenttia tai enemmän.The phenol component is added to the reactor as an aqueous solution. The concentration of phenol can be between about 50% and about 95% by weight, solutions containing less than 50% by weight can be used, but the reaction mixture obtained is very dilute and thus has a longer reaction time to obtain the desired resolution. It is possible for myrrh to use pure phenol; however, the use of pure phenol does not provide any advantage over aqueous phenolic solutions with concentrations of more than about 85% by weight. The preferred method uses concentrated phenol solutions with a concentration of 88% by weight or more.

Formaldehydikomponentti lisätään kondensonti reaktioon kori-sentratioissa noin 30 - noin 97 painoprosenttia. Liuoksia, jotka sisältävät alle noin 30 painoprosenttia formaldehydiä, voidaan käyttää, mutta saatu reaktioseos on hyvin laimea ja siten tarvitaan pidempi reaktioaika halutun mo 1ekyy1ipainon saavuttamiseen. Parhaana pidetyssä menetelmässä käytetään väkeviä formaldehydilähteita, joiden konsentraatio on yli 85 painoprosenttia. Parhaana pidetyssä menetelmässä käytetään formaldehydin lähteenä paraformaldehydiä.The formaldehyde component is added to the condensation reaction at basket concentrations of about 30 to about 97 weight percent. Solutions containing less than about 30% by weight of formaldehyde can be used, but the resulting reaction mixture is very dilute and thus a longer reaction time is required to achieve the desired molecular weight. The preferred method uses concentrated sources of formaldehyde at a concentration greater than 85% by weight. The preferred method uses paraformaldehyde as the source of formaldehyde.

fenolin ja formaldehydin kondensaatio katalysoidaan emäksellä. Yleensä käytetyt emäksiset katalyytit ovat alkali- ja maa-alkali met a 1 1 ih yd ro ks idej a , -karbonaatteja, -bikarbonaatteja tai -oksideja; kuitenkin myös muita emäksisiä yhdisteitä voidaan käyttää. Esimerkkejä hyödyllisistä katalyyteistä ovat litiumhydroksidi , natriumhydroks idi , ka 1 lumhydroksid.i, bariumhydroksidi, ka Isiumoksidi , kaliumkarbonaatti ja vastaavat. Tavallisesti käytettyjä katalyyttejä ovat. natrium-hydroksidi, bariumhydroksidi ja ka 1iumhydroksid i . Parhaana pidetyssä menetelmässä käytetään kaliumhydroksidia.the condensation of phenol and formaldehyde is catalyzed by a base. Commonly used basic catalysts are alkali and alkaline earth metal carbons, carbonates, bicarbonates or oxides; however, other basic compounds may be used. Examples of useful catalysts include lithium hydroxide, sodium hydroxide, lum hydroxide, barium hydroxide, lithium oxide, potassium carbonate and the like. Commonly used catalysts are. sodium hydroxide, barium hydroxide and also lium hydroxide i. The preferred method uses potassium hydroxide.

Vaikkakin fenolin ja formaldehydin moolisuhteet ovat kriittisiä, muut kondensaatiorea ktion parametrit, kuten aika, lämpötila, paine, katalyytin konsent raat. io , reakt iokompo-nenttien konsentraatio ja vastaavat eivät ole kriittisiä.Although the molar ratios of phenol and formaldehyde are critical, other parameters of the condensation reaction, such as time, temperature, pressure, catalyst concentrations. The concentration of the reactants and the like are not critical.

Näitä parametrejä voidaan säätää niin. että saadaan fenolista resolia, jolla on haluttu mo 1ekyy1ipaino ja dispergoιtavuus. Huomionarvoista on, että parhaana pidetyssä menetelmässä fenolin, formaldehydin ja katalyytin konsentraatiot ovat erittäin tärkeitä.These parameters can be adjusted as follows. to obtain a phenolic resole having the desired molecular weight and dispersibility. It is noteworthy that in the preferred process, the concentrations of phenol, formaldehyde and catalyst are very important.

fenolin ja formaldehydin reaktio suoritetaan tavallisesti lämpötiloissa välillä noin 50 -150°C. Parhaana pidetty 19 73445 reaktiolämpötila-alue on noin 70 - noin 95°C. Huomaonarvoista on, että reaktioaika riippuu lämpötilasta.the reaction of phenol and formaldehyde is usually carried out at temperatures between about 50 and 150 ° C. The preferred reaction temperature range of 19,73445 is from about 70 to about 95 ° C. It is noteworthy that the reaction time depends on the temperature.

Reaktiopaine voi vaihdella laajoissa rajoissa ilmakehän paineesta noin 6 ilmakehän paineeseen. Reaktio voidaan suorittaa myös alipaineessa.The reaction pressure can vary widely from atmospheric pressure to about 6 atmospheric pressure. The reaction can also be carried out under reduced pressure.

Katalyytin konsentraatio voi olla välillä noin 0,005 -noin 0,10 moolia emästä fenolimoolia kohti. Alue on parhaiten noin 0,005 - noin 0,03. Kaikkein parhaimpana pidetyssä menetelmässä katalyytin konsentraatio on noin 0,010 - noin 0,020 moolia emästä fenolimoolia kohti.The catalyst concentration can range from about 0.005 to about 0.10 moles of base per mole of phenol. The range is preferably from about 0.005 to about 0.03. In the most preferred process, the catalyst concentration is from about 0.010 to about 0.020 moles of base per mole of phenol.

Kondensaatioreaktion aika riippuu käytetystä lämpötilasta, reaktiokomponenttien konsentraatioist a ja katalyytin määrästä. Reaktioaika on yleensä vähintään 6 tuntia mutta ei enempää kuin 20 tuntia. Huomionarvoista on, että reaktio kestää, kunnes fenolisella resolilla on haluttu molekyylipaino ja dispergoitavuus.The time of the condensation reaction depends on the temperature used, the concentrations of the reaction components and the amount of catalyst. The reaction time is usually at least 6 hours but not more than 20 hours. It is noteworthy that the reaction lasts until the phenolic resol has the desired molecular weight and dispersibility.

Reaktion päättämisaika voidaan varmistaa määrittämällä edellä esitetyllä tavalla molekyylipainot ja dispergoitavuus; tämä on kuitenkin aikaa vievää ja määritysten tulosten saamiseen kuluu aikaa. Keksinnön mukaisesti on havaittu, että kuplaviskositeetin ja mo 1 e kyy1ipainojen ja dispergoi-tavuuden välillä on voimakas korrelaatio tietyillä mooli-suhteilla ja käyttöparämetrei11ä. Esimerkiksi parhaana pidetyssä kaupallisessa menetelmässä, jossa valmistetaan resolia, jonka moolisuhde on 2:1 ja jossa käytetään väkevää fenolia, väkevää formaldehydiä ja suuria kata 1 yy11imääriä, on havaittu, että 60 sekunnin kuplaviskositeetti korreloi molekyylipainojen ja dispergoitavuuksien kanssa suositelluilla alueilla. Siten on mahdollista käyttää kuplaviskositeettia merkkinä haluttujen molekyylipainojen ja dispergoitavuuden saavuttamisesta; todelliset molekyy1ipainot ja dispergoitavuus ovat kuitenkin yhä määrääviä. Lisäksi, jos moo 1isuhte isiin tai prosessin käyttöparämetreihin tehdään muutoksia, on 20 7 3 4 4 5 näissä olosuhteissa määritettävä kuplaviskositeetin korrelaatio molekyy1ipainoihin ja dispergoitavuuteen.The completion time of the reaction can be confirmed by determining the molecular weights and dispersibility as described above; however, this is time consuming and it takes time to obtain the results of the assays. According to the invention, it has been found that there is a strong correlation between bubble viscosity and molecular weights and dispersibility at certain molar ratios and operating parameters. For example, in a preferred commercial process for preparing a 2: 1 molar resole using concentrated phenol, concentrated formaldehyde, and large amounts of cata 1, it has been found that a bubble viscosity of 60 seconds correlates with molecular weights and dispersibilitys in the preferred ranges. Thus, it is possible to use bubble viscosity as an indication of achieving the desired molecular weights and dispersibility; however, the actual molecular weights and dispersibility are still predominant. In addition, if changes are made to the molar ratios or process operating parameters, the correlation of the bubble viscosity to the molecular weights and dispersibility must be determined under these conditions.

Koska kondensaatioreaktio on emäksen katalysoima, saatu fenolinen resoli on alkalista. Fenolisen resolin pH-arvo on suotavaa säätää välille noin 4,5 - 7,0, parhaiten 5,0 - 5,0, jotta estettäisiin kondensaatio reaktioiden jatkuminen.Since the condensation reaction is base catalyzed, the phenolic resole obtained is alkaline. It is desirable to adjust the pH of the phenolic resole to between about 4.5 and 7.0, most preferably 5.0 to 5.0, to prevent condensation reactions from continuing.

pH säädetään lisäämällä happoa tai happoa muodostavaa yhdistettä. Käyttökelpoisista hapoista ovat esimerkkejä suolahappo, rikkihappo, fos forihappo, etikkahappo, oksaalihappo ja muura-naishaopo. Parhaana pidetty happo on muurahaishappo.The pH is adjusted by adding an acid or acid-forming compound. Examples of useful acids are hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, oxalic acid and antacid. The preferred acid is formic acid.

renoiiformaldehydiresoli saadaan vesiliuoksena, joka sisältää noin 25 - noin 95 painoprosenttia resolia. Lopullinen k o n -sentraatio riippuu siitä, paljonko vettä on tuotu reaktio-komponenttien ja katalyyttien, joita yleensä käytetään vesi-liuoksina, mukana. Lisäksi kondensaatioreaktion sivutuotteena muodostuu vettä. Parhaana pidetyssä menetelmässä on saadun fenolisen resolin konsentraatio yleensä noin Θ0 - 90 painoprosenttia. Fenolinen resoli voidaan säätää helposti haluttuun vesipitoisuuteen strippaamalla normaaliin tapaan alipaineissa ja alhaisissa lämpötiloissa. Tämän keksinnön mukaista fenoli-formaldehydireso1 ia valmistettaessa fenoli ja formaldehydi saatetaan reagoimaan emäksisen katalyytin läsnäollessa, kunnes resolilla on haluttu molekyy1ipaino ja dispergoitavuus. Tämän jälkeen säädetään vesipitoisen resolin pH ja vesipitoinen resoli jäähdytetään noin 20°C:een. Jos vesipitoisen resolin, jonka pH on säädetty, molekyy1ipaino on liian alhainen, sitä voidaan edelleen vahvistaa, kunnes haluttu molekyylipaino on saavutettu. pH-säädettyjen resolien vahvistaminen molekyylipa i non lisäämiseksi on alalla tunnettua. Kuitenkin, koska tällainen vahvistaminen on hidasta verrattuna emäksen katalysoimaan reaktioon, on toivottavaa saattaa fenoli ja formaldehydi reagoimaan ja vahvistumaan heti haluttuun mole-kyylipainoon ennen pH-arvon säätämistä ja jäähdyttämistä.Renol formaldehyde resole is obtained as an aqueous solution containing from about 25% to about 95% by weight of resole. The final k o n concentration depends on how much water has been introduced with the reaction components and catalysts, which are generally used as aqueous solutions. In addition, water is formed as a by-product of the condensation reaction. In the preferred process, the concentration of phenolic resole obtained is generally about Θ0 to 90% by weight. The phenolic resole can be easily adjusted to the desired water content by stripping in the normal manner at reduced pressures and low temperatures. In preparing the phenol-formaldehyde reso of this invention, the phenol and formaldehyde are reacted in the presence of a basic catalyst until the resole has the desired molecular weight and dispersibility. The pH of the aqueous resole is then adjusted and the aqueous resole is cooled to about 20 ° C. If the molecular weight of the pH-adjusted aqueous resole is too low, it can be further strengthened until the desired molecular weight is reached. The amplification of pH-adjusted resoles to increase molecular weight is known in the art. However, since such amplification is slow compared to the base-catalyzed reaction, it is desirable to react and amplify the phenol and formaldehyde immediately to the desired molecular weight before adjusting the pH and cooling.

Esillä olevan keksinnön mukaiset vesipitoiset fenoliform- 21 -. ., 73445 aldehydiresolit ovat erityisen hyödyllisiä valmistettaessa fenolista vaahtoa, jolla on alhainen k-arvo sekä muut erinomaiset fysikaaliset ominaisuudet, jotka ovat tarpeen fenoli-vaahtoeristeille. Tämän keksinnön mukaiset vesipitoiset fenoliresolit voidaan myös helposti prosessoida fenoliseksi vaahdoksi. Fenoliset resolit voidaan prosessoida fenoliseksi vaahdoksi yhdenmukaisella ja toistettavalla tavalla.The aqueous phenol forms of the present invention 21 -. ., 73445 aldehyde resoles are particularly useful in the preparation of phenolic foam having a low k value as well as other excellent physical properties required for phenolic foam insulators. The aqueous phenolic resoles of this invention can also be easily processed into phenolic foam. Phenolic resoles can be processed into phenolic foam in a uniform and reproducible manner.

Tämän keksinnön mukaisia fenoliformaldehydiresoleja käytetään fenolisen vaahdon valmistamiseen. Ensiksi vesipitoiset fenoliset resolit formuloidaan vaahdotettavaksi fenoliseksi resoliseok-seksi. Vaahdotettava fenolinen resoJiseos sisältää tämän keksinnön mukaista fenolista resolia, paisutusainetta, erityisesti hiilivetyä, pinta-aktiivista ainetta, hapanta katalyyttiä ja valinnaisia lisäaineita, kuten pehmentimiä, formaldehydin poistoaineita ja vastaavia.The phenol-formaldehyde resoles of this invention are used to make phenolic foam. First, the aqueous phenolic resoles are formulated as a foamable phenolic resole mixture. The foamable phenolic reso mixture contains the phenolic resole of this invention, a blowing agent, especially a hydrocarbon, a surfactant, an acid catalyst, and optional additives such as plasticizers, formaldehyde scavengers, and the like.

Fenolisen vaahdon valmistusmenetelmässä tavallisesti johdetaan vaahdotettava fenolinen reso.li seos oleellisesti suljettuun muottiin ja annetaan seoksen vaahdota ja kovettua tässä muotissa. Muotti kestää vaahtoseosten muodostamat paineet. Paineen määrä riippuu sellaisista tekijöistä kuin paisutusaineen määrä ja tyyppi, happamen katalyytin määrä ja tyyppi sekä resolin määrä ja tyyppi. Keksinnön mukaisia resoleja käy- o tettäessä kehittynyt paine on yleensä noin 0,21 - 1,05 kp/cm yli ilmakehän paineen, ja muotti tulisi vastaavasti suunnitella. Parhaana pidetyt fenolit, kun ne formuloidaan parhaina pidetyiksi vaahdotettaviksi seoksiksi, muodostavat noin 0,28 -2 0.42 kp/cm paineen yli ilmakehän. Muotin tulisi kestää suurin piirtein yhtä suuret paineet kuin mitä vaahtoseos kehittää soluseinämien puhkeamisen estämiseksi. Vaahdotettava fenolinen resoliseos sisältää tämän keksinnön mukaista fenolista erikoisresolia. Muottiin laitettu vaahdotettavan fenolisen reso1iseoksen määrä riippuu halutusta fenolisen vaahdon tiheydestä jne. Vaahdotettavan fenolisen reso1iseoksen eri komponentit voidaan sekoittaa yhteen missä tahansa järjestyksessä edellyttäen, että saatu seos on yhtenäinen.In the method of making the phenolic foam, the foamable phenolic resin mixture to be foamed is usually introduced into a substantially closed mold and the mixture is allowed to foam and cure in this mold. The mold withstands the pressures created by the foam mixtures. The amount of pressure depends on such factors as the amount and type of blowing agent, the amount and type of acid catalyst, and the amount and type of resole. When using the resoles of the invention, the pressure developed is generally about 0.21 to 1.05 kp / cm above atmospheric pressure, and the mold should be designed accordingly. Preferred phenols, when formulated as preferred foamable mixtures, form about 0.28-2 0.42 kp / cm pressure above the atmosphere. The mold should withstand pressures approximately equal to those developed by the foam composition to prevent cell wall rupture. The foamable phenolic resole mixture contains a special phenolic resole of this invention. The amount of the phenolic reso mixture to be foamed applied to the mold depends on the desired density of the phenolic foam, etc. The various components of the phenolic reso mixture to be foamed can be mixed together in any order, provided that the resulting mixture is uniform.

22 7344522 73445

Kuitenkin on huomattava, että parhaana pidetty vedetön a ryy1isu1 fonihappo saa vaahdotettavan seoksen vaahtoamaan muutamassa sekunnissa fenolisen resolin kanssa sekoittamisen jälkeen ja vaahtoseos saavuttaa maksimipaineen muutamassa minuutissa. Katalyytin tulisi siten olla viimeinen komponentti, joka lisätään vaahdotettavaan fenoliseen resoliseokseen. Parhaana pidetyssä jatkuvassa menetelmässä osa komponenteista voidaan esisekoittaa ennenkuin ne annostellaan seko it us la it-teeseen. Edellä esitetyistä syistä tulisi katalyytin kuitenkin olla viimeinen sekoituslaitteeseen tuleva ainesosa.However, it should be noted that the preferred anhydrous phosphoric acid causes the mixture to be foamed to foam within a few seconds after mixing with the phenolic resole and the foam mixture reaches maximum pressure within a few minutes. The catalyst should thus be the last component added to the foamable phenolic resolution mixture. In the preferred continuous method, some of the components may be premixed before being added to the mixed it usage. However, for the reasons set out above, the catalyst should be the last ingredient to enter the mixer.

Laboratoriossa tavallisesti käytetyssä keksinnön suoritusmuodossa viedään vaahdotettava fenolinen resoliseos jäykkään, suljettuun muottiin, joka on esitetty esimerkiksi kuvioissa IA ja IB. Vaahdotettava fenolinen resoliseos laajenee aluksi oleellisesti ilmakehän paineessa. Kun vaahdotettava seos laajenee niin, että se täyttää muotin, se muodostaa paineen muotin seinämiä vasten. Muotti tehdään niin, että se kestää paineet noin 1,05 kp/cm yli ilmakehän paineen.In an embodiment of the invention commonly used in the laboratory, the foamable phenolic resolution mixture is introduced into a rigid, closed mold, as shown, for example, in Figures 1A and 1B. The foamable phenolic resolution mixture initially expands substantially at atmospheric pressure. As the foamable mixture expands to fill the mold, it exerts pressure against the walls of the mold. The mold is made to withstand pressures of about 1.05 kp / cm above atmospheric pressure.

Seuraavassa viitataan kuvioihin IA ja IB. Muotti muodostuu ylälevystä 1, pohjalevystä 2, sivuseinistä 3 ja päätyseinistä A. Saranat 5 pitävät yhdessä sivuseinät 3 ja toisen päätyseinän A. Suljetussa asennossa pitävät pultit 6 ja kierremutterit 7 ylä- ja alalevyt ja sivuseinät paikallaan. Mahdollisten paineiden kestämiseksi on muotin kehän ympärille lisäksi kiinnitetty joukko C-puristimia 8 vaahdotus- ja kovettamis-vaiheiden aikana. Muotti on myös varustettu painemuuntimella 9, joka mittaa muotin paineen, ja lämpöpar.illa 10 muotin lämpötilan mittaamiseksi. Laboratoriomuotin toiminta on kvuattu jäljempänä yksityiskohtaisemmin. Muotin kokoa voidaan muuttaa muuttamalla seinien ja levyjen kokoja.Reference is now made to Figures 1A and 1B. The mold consists of a top plate 1, a bottom plate 2, side walls 3 and end walls A. The hinges 5 hold the side walls 3 and the other end wall A together. In a closed position, the bolts 6 and threaded nuts 7 hold the top and bottom plates and side walls in place. In addition, a number of C-clamps 8 are attached around the circumference of the mold during the flotation and curing steps to withstand possible pressures. The mold is also provided with a pressure transducer 9 which measures the mold pressure and a thermocouple 10 for measuring the mold temperature. The operation of the laboratory mold is described in more detail below. The size of the mold can be changed by resizing the walls and plates.

Toisessa suoritusmuodossa, suositellussa jatkuvatoimisessa prosessointitekniikassa johdetaan fenolinen vaahto kaksi-hihnaiseen puristintyyppiseen laitteeseen, joka on yleisesti 2> 73445 havainnollistettu kuvioissa 2-5. Vaahdotettavan fenolisen resoliseoksen, joka sisältää tämän keksinnön mukaista resoiia, ainesosat annostellaan halutussa suhteessa sopivaan sekoitus-laitteeseen (ei esitetty) ja sen jälkeen levitetään alemmalle pääl1ysmateriaa1i1le 25, kuten pahville, joka sisältää ohuen kerroksen alumiinia, lasimatolle, jäykälle alustalle, kuten kovalevylle tai vinyylikalvolle. Tämä materiaali tulee säiliöstä (ei esitetty) ja liikkuu pitkin pöytää 29 alemman kuljettimen 12 viemänä. Vaahdotettava resoliseos levitetään sopivan jakelulai11e en 30 avulla, joka liikkuu edestakaisin alemman pääl1ysmateriaa1 in 25 liikkumissuuntaan nähden poikittain, vaikkakin voidaan käyttää mitä tahansa muuta sopivaa laitetta, joka tasaisesti jakaa seoksen, kuten monivlrtauksista sekoitinpäätä tai suutinsarja a. Vaahdotettavan seoksen kulkeutuessa eteenpäin se vaahtoaa ja tulee kosketukseen rullien 22 ja 23 ohjaaman ylemmän päällysmateriaalin 27 kanssa kohdassa, jossa vaahdotettava seos on hyvin aikaisessa la ajenemisvaiheessa. Vaahdotettavan seoksen laajetessa aluksi oleellisesti ympäristön ilmakehän paineessa se viedään kovetustila an 28, jonka muodostavat ylemmän kuljettimen 11 alaosa, alemman kuljettimen 12 yläosa ja kaksi kiinteää, jäykkää sivuseinää, joita kutsutaan sivukiskoiksi. Näitä ei ole esitetty kuviossa 2, mutta kuviossa 3 ne on esitetty viitenumeroilla AI ja A2. Ylemmän kuljettimen 11 etäisyys alemmasta ku1jettimesta 12 määrää vaahdon paksuuden. Ylempää kuljetinta 11 voidaan siirtää millä tahansa sopivalla nostolaitteella (ei esitetty) kohtisuorassa alempaan kuljettimeen 12 nähden, jota sen sijaan ei voida nostaa tai alentaa. Kun ylempää kuljetinta 11 nostetaan tai alennetaan, se liikkuu kuviossa 3 esitetyllä tavalla kiinteiden jäykkien sivuseinien AI ja A2 välissä, jotka seinät ovat välittömästi ylemmän kuljettimen 11 sivujen vieressä. Kuljettimen pinnat, jotka tulevat kosketukseen ylemmän ja alemman päällysmateriaalin kanssa, muodostuvat useasta painelevystä 13 ja IA, jotka on kiinnitetty jäykän kiinnityslait teen 21 avulla kuljettimeen. Painelevyt voidaan 73445 2α tarvittaessa kuumentaa kuuman ilman avulla, joka johdetaan ylempään ja alempaan kuljettimeen ja kierrätetään niiden sisällä piirustuksessa ei-esitett.y jen ilmakanavien avulla.In another embodiment, in the preferred continuous processing technique, the phenolic foam is introduced into a two-belt press-type device, generally 2> 73445 illustrated in Figures 2-5. The ingredients of the foamable phenolic resole mixture containing the resole of this invention are dispensed in the desired ratio into a suitable mixing device (not shown) and then applied to a lower coating material 25, such as paperboard containing a thin layer of aluminum, glass mat, rigid substrate such as hardboard or vinyl. This material comes from a container (not shown) and moves along the table 29 taken by a lower conveyor 12. The foamable resolution mixture is applied by means of a suitable dispensing device 30 which reciprocates transversely to the direction of movement of the lower coating material 25, although any other suitable device may be used to distribute the mixture evenly, such as a multi-flow mixer head or nozzle set. with the upper cover material 27 guided by the rollers 22 and 23 at a point where the mixture to be foamed is at a very early expansion stage. As the mixture to be foamed initially expands substantially at ambient atmospheric pressure, it is introduced into a curing space 28 formed by the lower part of the upper conveyor 11, the upper part of the lower conveyor 12 and two fixed, rigid side walls called side rails. These are not shown in Figure 2, but in Figure 3 they are indicated by reference numerals A1 and A2. The distance of the upper conveyor 11 from the lower conveyor 12 determines the thickness of the foam. The upper conveyor 11 can be moved by any suitable lifting device (not shown) perpendicular to the lower conveyor 12, which instead cannot be raised or lowered. When the upper conveyor 11 is raised or lowered, it moves as shown in Fig. 3 between the fixed rigid side walls A1 and A2, which walls are immediately adjacent to the sides of the upper conveyor 11. The surfaces of the conveyor which come into contact with the upper and lower cover material consist of a plurality of pressure plates 13 and IA, which are fastened to the conveyor by means of a rigid fastening device 21. If necessary, the pressure plates 73445 2α can be heated by means of hot air which is led to the upper and lower conveyors and circulated inside them by means of air ducts not shown in the drawing.

Ylemmän ja alemman päällyspaperin kanssa samanaikaisesti kovetustilaan johdetaan vaahtoa vapauttavaa materiaalia sisältävät sivupaperit 43 ja 44, esitetty kuviossa 3, kuten ohut polyetyleenikalvo telojen 45 ja 46 ja ohjaimien 47 ja 50 avulla. Kukin ohjain on asetettu juuri kovetustilan 28 eteen siten, että sivupaperit 43 ja 44, ennenkuin ne tulevat kosketukseen sivuseinien 41 ja 42 kanssa, menevät ylemmän ja alemman pää 1 lysmateriaa1 in päälle, esimerkiksi kuten on esitetty kuviossa 4. Tullessaan kosketukseen sivu-seinien 41 ja 42 kanssa sivupaperit 43 ja 44 suoristuvat, kuten on havainno11istettυ kuviossa 5.Simultaneously with the upper and lower cover papers, foam-releasing side papers 43 and 44, shown in Fig. 3, are introduced into the curing space, such as a thin polyethylene film by means of rollers 45 and 46 and guides 47 and 50. Each guide is positioned just in front of the curing space 28 so that the side papers 43 and 44, before coming into contact with the side walls 41 and 42, go over the upper and lower end material 1, for example as shown in Figure 4. Upon contact with the side walls 41 and 42, the side papers 43 and 44 are straightened, as illustrated in Figure 5.

Kun vaahto on laajentunut niin, että se täyttää kovetustilan, edelleenlaajenemista rajoittavat painelevyt .13 ja 14, kuvio 2, ja sivuseinät 41 ja 42, kuvio 3. Vaahdon painelevyihin ja sivuseiniin kohdistama paine vaihtelee edellä kuvatulla tavalla, mutta tyypillisesti se on välillä noin 0,21 - 1,05 kp/cm yli ilmakehän paineen. Painelevyt 13 ja 14 ja sivuseinät 41 ja 42 on tehty niin, että ne kestävät nämä paineet.When the foam has expanded to fill the curing space, the expansion plates are limited by .13 and 14, Fig. 2, and the sidewalls 41 and 42, Fig. 3. The pressure exerted by the foam on the pressure plates and sidewalls varies as described above, but is typically between about 0, 21 - 1.05 kp / cm above atmospheric pressure. The pressure plates 13 and 14 and the side walls 41 and 42 are made to withstand these pressures.

Prosessin parametrejä, kuten vaahdotettavan fenolisen resoli-seoksen komponenttien määriä, seoksen virtausnopeutta jake-lulaitteesta ja kuljettimen nopeutta voidaan keksintöä toteutettaessa laajasti vaihdella niin, että saadaan fenolista vaahtoa, jolla on haluttu paksuus, tiheys jne. Vaahdotettavaa seosta tulisi käyttää niin paljon, että vaahto varmasti täyttää kovetustilan ja kohdistaa paineen tilan seiniä vasten.Process parameters such as the amounts of components of the phenolic resole mixture to be foamed, the flow rate of the mixture from the dispenser and the speed of the conveyor can be varied widely to provide a phenolic foam of the desired thickness, density, etc. The foamable mixture should be used fills the curing space and applies pressure against the walls of the space.

Fenolisen vaahdon poistuttua kovetust. liasta poistetaan sivupaperit 43 ja 44, esimerkiksi kuviossa 3 esitettyjen telojen 43 ja 49 avulla. Vaahto voidaan leikata haluttuunAfter the phenolic foam has cured. the side papers 43 and 44 are removed from the dirt, for example by means of the rollers 43 and 49 shown in Fig. 3. The foam can be cut as desired

IIII

25 7 3 4 4 5 pituuteen aiotusta käytöstä riippuen.25 7 3 4 4 5 depending on the intended use.

Vesipitoisen fenolisen resolin määrä oleellisesti umpisoluisten fenolisten vaahtojen valmistukseen käytetyissä vaahdotettavissa fenolisissä resoliseoksissa voi vaihdella laajoissa rajoissa edellyttäen, että sitä on niin paljon, että saadaan vaahto, jolla on haluttu tiheys ja puri stuslujuus. Fenolista resolia on yleensä vaahdotettavassa seoksessa noin 40 - 70 painoprosenttia seoksesta. Parhaiten sitä on vaahdotettavassa seoksessa noin 45 - 55 painoprosenttia. Nämä fenolisen resolin painoprosentit vaahdotettavassa seoksessa on laskettu 100-prosenttisena aktiivisena fenolisena resolina. Koska resoli on vesiliuoksessa, resolin todellinen konsentraatio on otettava huomioon laskettaessa, kuinka paljon vesipitoista resoliliuosta kuluu vaahdotettavaan fenoli seen resoliseokseen.The amount of aqueous phenolic resole in the foamable phenolic resole mixtures used to make substantially closed cell phenolic foams can vary within wide limits, provided that it is so large that a foam having the desired density and compressive strength is obtained. The phenolic resol is generally present in the foamable mixture in an amount of about 40 to 70% by weight of the mixture. It is best present in the foamable mixture in an amount of about 45 to 55% by weight. These weight percentages of phenolic resole in the foamable mixture are calculated as 100% active phenolic resole. Since the resole is in aqueous solution, the actual concentration of resole must be taken into account when calculating the amount of aqueous resole solution consumed in the phenolic resolution to be foamed.

Mitä tahansa sopivaa paisutusainetta voidaan käyttää. Paisu-tusainetta valittaessa on muistettava, että fenolisen vaahdon k-arvo liittyy suoraan fenoliseen vaahtoon jääneen paisutus-aineen k-arvoon. Vaikkakin voidaan käyttää sellaisia paisu-tusaineita kuin n-pentaani, metyleenikloridi, kloroformi ja hii1 it et ra kloridi, ne eivät ole suositeltuja, koska niillä ei ole fluorihii1ivety-paisutusaineiden erinomaisia lämmöneristysominaisuuksia. Lisäksi fluorihiilivety-paisu-tusaineet eivät liukene fenoliseen vaahtoon eivätkä siten ajan kuluessa diffundoidu ulos, kun taas eräillä edellä mainituilla paisutusainei11 a on tietty sopivuus fenolisen vaahdon kanssa ja ne voivat, siten diffundoitua ulos ajan kuluessa. Niitä voidaan kuitenkin käyttää yhdistelmänä parhaana pidettyjen f1uorihii1ivety-paisutusaineιden kanssa. Suositeltavaa on, että paisutusaine sisältää kloori f luori-hii 1 ivety-paisutusainetta . Esimerkkejä sopivista fluon-hiilivety-paisutusaineista ovat: diklooridifluorimetaani: 1.2- dikloori-l,1,2,2-tetrafluorietaani; 1,1,1-trikloori- 2.2.2- trifluorietaani; trikloorimonofluorimetaani ja 1,1,2-trikloori-1,2,2-trifluorietaani. Paisutusaine voi olla yksi ainoa paisutusaine-yhdiste tai se voi olla tällaisten 26 7 3 4 4 5 yhdisteiden seos. Tavallisesti käytettyjen fluorihiilivety-paisutusaineiden kiehumispisteet ilmakehän paineessa, so.Any suitable blowing agent can be used. When choosing a blowing agent, it must be remembered that the k-value of the phenolic foam is directly related to the k-value of the blowing agent remaining in the phenolic foam. Although blowing agents such as n-pentane, methylene chloride, chloroform and carbon dioxide can be used, they are not recommended because they do not have the excellent thermal insulation properties of fluorocarbon blowing agents. In addition, fluorocarbon blowing agents do not dissolve in phenolic foam and thus do not diffuse out over time, while some of the above-mentioned blowing agents have a certain compatibility with phenolic foam and can thus diffuse out over time. However, they can be used in combination with the preferred fluorocarbon blowing agents. It is recommended that the blowing agent contains a chlorofluorocarbon blowing agent. Examples of suitable fluoro-hydrocarbon blowing agents are: dichlorodifluoromethane: 1,2-dichloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane; 1,1,1-trichloro-2,2,2-trifluoroethane; trichloromonofluoromethane and 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane. The blowing agent may be a single blowing agent compound or it may be a mixture of such 26 7 3 4 4 5 compounds. The boiling points of commonly used fluorocarbon blowing agents at atmospheric pressure, i.

760 .mmHg absoluuttisessa paineessa, ovat välillä noin -5 -noin 55°C. Tyypillinen kiehumispiste ilmakehän paineessa on välillä noin 20 - noin 50°C. Parhaana pidetty paisutusaine on trikloorimonof luorimetaanin ja 1, 1, 2-trik.loori-l, 2 , 2-trifluorietaanin seos. Erityisen suositeltavaa on, että trikloorimonofluorimetaanin ja l,l,2-trikloori-l,2,2-trifluorietaanin painosuhde seoksessa on 1:1 - 1:3.760 .mmHg in absolute pressure, are between about -5 and about 55 ° C. A typical boiling point at atmospheric pressure is between about 20 and about 50 ° C. The preferred blowing agent is a mixture of trichloromofluoromethane and 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane. It is particularly preferred that the weight ratio of trichloromonofluoromethane to 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane in the mixture is 1: 1 to 1: 3.

Paisutusainetta on vaahdotettavassa seoksessa yleensä määrä, joka muodostaa oleellisesti umpisoluista fenolista vaahtoa, jolla on alhainen k-alkuarvo. Paisutusaineen määrä voi vaihdella laajasti, mutta tavallisesti se on välillä noin 5-20 painoprosenttia vaahdotettavasta seoksesta.The blowing agent is generally present in the foamable mixture in an amount that forms a substantially closed cell phenolic foam with a low initial k-value. The amount of blowing agent can vary widely, but is usually between about 5-20% by weight of the mixture to be foamed.

Tyypillinen paisutusaineen määrä on noin 5-15 painoprosenttia vaahdotettavasta seoksesta. Parhaana pidetty määrä on välillä noin 8-12 painoprosenttia.A typical amount of blowing agent is about 5-15% by weight of the mixture to be foamed. The preferred amount is between about 8-12% by weight.

Vaahdotettava fenolinen resoliseos sisältää myös pinta-aktiivista ainetta. Pinta-aktiivisei la aineella tulisi olla ominaisuuksia, jotka saavat sen tehokkaasti emulgoimaan vaahdotettavan seoksen vesipitoisen fenolisen resolin, paisutusaineen, katalyytin ja valinnaiset lisäaineet. Hyvän vaahdon valmistamiseksi tulisi pinta-aktiivisen aineen alentaa pintajännitystä ja stabiloida vaahtosolut vaahdotuksen ja kovettamisen aikana. Kaikkein hyödy11isimmiksι on havaittu ei-ionilliset, hydrolysoitu mat. hornat silikoniglykoli-pinta-aktiiviset aineet, vaikkakin voidaan käyttää mitä tahansa pinta-aktiivista ainetta, jolla on edellä asetetut ominaisuudet. Yksittäisiä esimerkkejä sopivista silikoni-pinta-aktiivisista aineista ovat Union Carbide Corporationin silikoni-pinta-aktiiviset aineet 1-7003, L-5350, L-5420 ja L-5340 (jälkimmäistä pidetään parhaana) sekä General Electric Company'n si 1 ikoni-pinta-aktiivinen aine SF-1188. Toinen käyttökelpoinen pinta-aktiivisten aineiden ryhmä on ei-ionilliset orgaaniset pinta-aktiiviset aineet, kuten 27 73445 alkyleenioksidien, kuten etyleenioks1din , propyleemoksidin ja niiden seosten kondensaatiotuotteet a 1 kyy1ifen o 1in, kuten nonyylifenolin, dodekyylifenolin ja vastaavien kanssa. Myös muita sopivia orgaanisia pinta-aktiivi siä aineita tunnetaan, ja näitä ovat esimerkiksi US-patentissa 2,289,094 esitetyt aineet, joka patentti on tässä yhteydessä esitetty viitteenä orgaanisten pinta-aktiivisten aineiden osalta.The foamable phenolic resole mixture also contains a surfactant. The surfactant should have properties that cause it to effectively emulsify the aqueous phenolic resole, blowing agent, catalyst, and optional additives in the foamable mixture. To produce a good foam, the surfactant should lower the surface tension and stabilize the foam cells during foaming and curing. Non-ionic, hydrolyzed mats have been found to be most useful. hornat silicone glycol surfactants, although any surfactant having the above properties may be used. Specific examples of suitable silicone surfactants include Union Carbide Corporation's silicone surfactants 1-7003, L-5350, L-5420 and L-5340 (the latter being preferred) and General Electric Company's iconic surfactant. -active substance SF-1188. Another useful class of surfactants are nonionic organic surfactants, such as condensation products of alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, and mixtures thereof with alkylenes such as nonylphenol, dodecylphenol, and the like. Other suitable organic surfactants are also known, such as those disclosed in U.S. Patent 2,289,094, which is incorporated herein by reference for organic surfactants.

Toinen luokka sopivia pinta-aktiivis ia aineita, joita mahdollisesti voidaan soveltaa tässä keksinnössä, ovat siloksaani-oksialkyleenikopolymeerit, kuten ne, jotka sisältävät Si-O-C-sekä Si-C-sidoksia. Tyypilliset siloksaani-oksialkyleeniko-polymeerit sisältävät siloksaaniosan, joko muodostuu toistuvista dimetyylisiloksiyksiköistä, jotka pääteasemassa ovat salyatut monometyylisiloksi- ja/tai trimetyylisiloksi-yksiköillä, ja vähintään yhden polyoksialkyleeniketjun, joka muodostuu oksietyleeni- ja/tai oksipropyleeniyksiköistä, joiden päässä on orgaaninen ryhmä, kuten etyleeniryhmä. Yksittäisiä esimerkkejä sopivista siloksaani-oksialkyleeni-polymeereistä on löydettävissä US-patentissa 3 271 331, joka siloksaani-ok si alkyleenip inta-a ktiivlsten aineiden osalta on tässä yhteydessä esitetty viitteenä. Pinta - a k11ivinen aine on valittava huolellisesti, koska eräät näistä vaikuttavat haitallisesti vaahdotettavan fenolisen resoliseoksen viskositeettiin tai romahduttavat vaahdon ennen otin kovettumista .Another class of suitable surfactants that may be applicable to this invention are siloxane-oxyalkylene copolymers, such as those containing Si-O-C and Si-C bonds. Typical siloxane-oxyalkylene copolymers contain a siloxane moiety, either consisting of repeating dimethylsiloxy units terminated at the terminal position with monomethylsiloxy and / or trimethylsiloxy units, and an organic group having at least one polyoxyalkylene chain consisting of oxyethylene and an ethylene chain at the end. Individual examples of suitable siloxane-oxyalkylene polymers can be found in U.S. Patent 3,271,331, which is incorporated herein by reference for siloxane-oxyalkylene surfactants. The surfactant must be carefully selected, as some of these adversely affect the viscosity of the phenolic resole mixture to be foamed or collapse the foam before the take-up cures.

Vaahdotettavassa seoksessa käytetty pinta-aktiivin en aine voi olla yksi ainoa pinta-aktiivinen aine tai näiden aineiden seos. Tässä keksinnössä pinta-aktiivista ainetta käytetään niin paljon, että se riittää muodostamaan hyvän emulsion. Pinta-aktiivisen aineen määrä on yleensä noin 0,1 - io painoprosenttia vaahdotettavan fenolisen resoliseoksen painosta. Pinta-aktiivisen aineen tyypillinen määrä on noin 1 - noin 6 painoprosenttia seoksesta. Parhaana pidetty pinta-aktiivisen aineen määrä on noin 2 - noin 4 painoprosenttia seoksesta.The surfactant used in the foamable composition may be a single surfactant or a mixture of these agents. In the present invention, the surfactant is used in such an amount that it is sufficient to form a good emulsion. The amount of surfactant is generally about 0.1 to 10% by weight of the weight of the phenolic resole mixture to be foamed. A typical amount of surfactant is from about 1% to about 6% by weight of the mixture. The preferred amount of surfactant is from about 2% to about 4% by weight of the mixture.

28 7 34 4 528 7 34 4 5

Pinta-aktiivinen aine voidaan sekoittaa erikseen fenolisen resolin, paisutusaineen ja katalyytin kanssa vaahdotettavaksi fe-noliscksi resoliseokseksi tai se voidaan sekoittaa fenolisen resolin tai paisutusaineen kanssa ennenkuin se sekoitetaan muiden komponenttien kanssa. Vaihtoehtoisesti osa pinta-aktii-visesta aineesta voi olla esisekoitettu fenolisen resolin kanssa ja osa voidaan esisekoittaa paisutusaineen kanssa. Suositeltavaa on, että noin 1/3 pinta-aktiivi sestä aineesta esisekoitetaan fluorihiilivety-paisutusaineen kanssa ja 2/3 esisckoitetaan fenolisen resolin kanssa.The surfactant may be mixed separately with the phenolic resole, blowing agent and catalyst to form a foamable phenolic resole, or it may be mixed with the phenolic resole or blowing agent before being mixed with the other components. Alternatively, a portion of the surfactant may be premixed with the phenolic resole and a portion may be premixed with the blowing agent. It is recommended that about 1/3 of the surfactant be premixed with the fluorocarbon blowing agent and 2/3 premixed with the phenolic resole.

Vaikkakin veden uskotaan olevan pääsyy soluseinämien aukkoihin ja osaltaan edistävän soluseinämien puhkeamista, veden mukanaolo on välttämätöntä. Ensiksikin on erittäin vaikeaa ja kallista valmistaa fenolista resolin, joka sisältää vain vähän tai ei lainkaan vettä. Lisäksi vedettömät fenoli set roso.lit, joilla on keksinnön mukaisten resolien ominaisuudet, ovat äärimmäisen vaikeasti käsiteltäviä. Ne ovat erittäin viskoosisia ja vaikeasti formuloitavissa vaahdotettaviksi seoksiksi.Although water is believed to be the main cause of cell wall openings and to contribute to cell wall rupture, the presence of water is essential. First, it is very difficult and expensive to make a resole from phenol that contains little or no water. In addition, the anhydrous phenolic rosols having the properties of the resoles according to the invention are extremely difficult to handle. They are highly viscous and difficult to formulate into foamable mixtures.

Lisäksi reaktion eksotermisyyttä on vaikea kontrolloida ilman vettä. Vaahdotettavassa fonolisessa resoliseoksessa tarvitaan siten vettä fenolisen resolin ja saadun vaahdotettavan fenolisen resoliseoksen viskositeetin säätämiseen sellaiseksi, että tämä on suotuisaa fenolisten vaahtojen valmistamisen kannalta. Lisäksi vesi toimii tarpeellisena lämpökaivona ja osaltaan auttaa säätämään eksotermistä vaahdotus- ja kovettamisreaktiota. Suurin osa vedestä on vesipitoisessa fenolisessa resolissa, vaikkakin rajoitettuja määriä vettä voidaan siirtää fluorivcLy-paisutusaaneessa tai pinta-aktii-visessa aineessa. Vaahdotettavassa fenolisessa resoliscoksessa olevan veden määrä on tavallisesti 5 - noin 20 painoprosenttia vaahdotettavasta seoksesta. Parhaana pidetty määrä on noin 7-16 painoprosenttia. Lisäksi on tärkeää, että vesipitoisessa resolissa vesi on tasaisesti sekoittunut resolin kanssa. Jos vesipitoinen resoli sisältää vettä, joka ei ole tasaisesti sekoittunut resolin kanssa, seurauksena voi olla puhjenneita soluse .nämiä.In addition, the exotherm of the reaction is difficult to control without water. The foamable phonolic resolution thus requires water to adjust the viscosity of the phenolic resole and the resulting foamable phenolic resolution to be favorable for the production of phenolic foams. In addition, water acts as a necessary heat well and helps to control the exothermic flotation and curing reaction. Most of the water is in the aqueous phenolic resole, although limited amounts of water can be transferred in the fluorocarbon blowing agent or surfactant. The amount of water in the foamable phenolic resolution is usually 5 to about 20% by weight of the mixture to be foamed. The preferred amount is about 7-16% by weight. In addition, it is important that in the aqueous resol, the water is evenly mixed with the resole. If the aqueous resole contains water that is not evenly mixed with the resole, ruptured cell debris may result.

29 7 3 4 4 529 7 3 4 4 5

Vaahdotettavan fenolisen roso 1iscoksen hnppokata lyy11i-komponentti voi olla mikä tahansa vahva orgaaninen tai epäorgaaninen happo, so., pKa on alle noin 2,0. Vahvoista orgaanisista hapoista ovat esimerkkejä suolahappo, rikkihappo, fosforihappo ja typpihappo. Vahvoista orgaanisista hapoista ovat esimerkkejä trikloorietikkahappo, pikriinihappo, bentseenisulfonihappo, tolueenisulfonihappo, ksylcenisul-fonihappo, feno 1isu1 fonihappo, metaanisu1fonihappo, etaani-sulfonihappo, butaanisulfonihappo ja vastaavat. Myös yhden tai useamman edellä mainitun hapon seokset ovat mahdollisia.The hnppokata lyy11i component of the foamable phenolic rosis can be any strong organic or inorganic acid, i.e., the pKa is less than about 2.0. Examples of strong organic acids are hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid and nitric acid. Examples of strong organic acids are trichloroacetic acid, picric acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, phenisulfonic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, butanesulfonic acid and the like. Mixtures of one or more of the above acids are also possible.

Edellä on mainittu, että alan aikaisemman fenolisen vaahdon eräs haitoista on soluseinämässä olevat pienet aukot. Veden, erityisesti katalyytissä olevan veden uskotaan olevan pääsyy soluseinämien aukkoihin ja sen uskotaan myös lisäävän solu-seinämien puhkeamista. Happojen tulisi siten sisältää niin vähän vettä kuin mahdollista. Suositeltuja katalyyttejä ovat eräät vedettömät aryylioulfonihapot, jotka ovat samanaikaisen patenttihakemuksen kohteena. Vedettömistä aryyli-sulfonihapoista pidetään parhaina toluecnisu1 fonihappoa ja ksyleenisulfonihappoa ja kaikkein parhaana näiden kahden seosta.It has been mentioned above that one of the disadvantages of the prior art phenolic foam is the small openings in the cell wall. Water, especially water in the catalyst, is believed to be the main cause of cell wall openings and is also believed to increase the bursting of cell walls. The acids should therefore contain as little water as possible. Preferred catalysts are certain anhydrous arylulfonic acids, which are the subject of a co-pending patent application. Of the anhydrous aryl sulfonic acids, toluecisulfonic acid and xylenesulfonic acid are preferred, and a mixture of the two is preferred.

Happamen kovetuskatalyytin määrä vaahdotettavassa fonolisessa reso1iseoksessa voi vaihdella suhteellisen laajalla alueella.The amount of acid curing catalyst in the foamable phonolic reso mixture can vary over a relatively wide range.

Käytännön rajoituksena on, että käytetty katnlyyH imöärä on määrä, jolla saadaan noin .10 sekunnin - 1 minun! in nousuaika ja 0,5 - 5 minuutin ko vo f. t: nm i sa i ka . Katalyytin määrä vedettömänä on yleensä noin 6-20 painoprosenttia vaahdotettavasta seoksesta, parhaiten noin 12 - .16 painoprosenttia. Vesipitoisen fenolisen resolin, fluorihii1ivety-paisutusaineen, happamen katalyytin ja pinta-aktiivisen aineen lisäksi vaahdotettavat fenoliset resoliseokset voivat sisältää muita alalla tunnettuja ainoita normaaliin käy 11öta rkoi-tuksiinsn käytetyt määrät. Esimerkkejä tuliaisista valinnaisista ainesosista on anneltu souraavassa. Vapaan form- 30 73445 aldehydin poistamiseen voidaan lisätä resorsinolia tai ureaa, yleensä 0,5 - 5 painoprosenttia. Pehmentimiä, kuten trifenyylifosfaattia, dimetyy1iterfta laa11ia tai dimetyyli-isofta la attia voidaan lisätä oleellisesti noin 0,5 - 5 painoprosentin määrät. Hehkumisen estoainetta, lohkeamisen estoainetta ja pilaantumisen estoainetta voidaan lisätä määrät, jotka ovat tavallisesti välillä noin 0,5 - 5 painoprosenttia. Parhaana pidetyt vaahdotettavat fenoliset reso-liseokset sisältävät noin 3 painoprosenttia ureaa ja noin ? painoprosenttia pehmennintä. Urea ja pehmennin on paras esi sekoittaa fenolisen resolin kanssa ennenkuin se sekoitetaan vaahdotettavan fenolisen resoliseoksen muiden ainesosien kanssa .The practical limitation is that the amount of katnlyyH used is about .10 seconds - 1 mine! in rise time and 0.5 to 5 minutes ko vo f. t: nm i sa i ka. The amount of anhydrous catalyst is generally about 6 to 20% by weight of the mixture to be foamed, preferably about 12 to 16% by weight. In addition to the aqueous phenolic resole, the fluorocarbon blowing agent, the acid catalyst, and the surfactant, the foamable phenolic resole mixtures may contain other substances known in the art in amounts used for normal use. Examples of optional optional ingredients are given below. Resorcinol or urea, usually 0.5 to 5% by weight, may be added to remove the free form aldehyde. Plasticizers such as triphenyl phosphate, dimethyl terephthalate or dimethyl isophthalate may be added in substantially amounts of about 0.5 to 5% by weight. The anti-glow agent, the anti-cracking agent and the anti-pollution agent may be added in amounts usually in the range of about 0.5 to 5% by weight. Preferred foamable phenolic resole mixtures contain about 3% by weight of urea and about? weight percent of plasticizer. Urea and plasticizer are best mixed with the phenolic resole before it is mixed with the other ingredients of the foamable phenolic resole mixture.

Vesipitoiset fenoliset resolit ovat hyödyllisiä valimoside-aineina, puuliimoina, vanerin ja lastulevyn sideaineina ja vähän kutistuvina muottiyhdisteinä; vesipitoiset fenoliset resolit ovat kuitenkin kaikkein hyödyllisimpiä valmistettaessa fenolisesta vaahdosta olevaa lämmöneristettä hyvin erilaisiin kotitalouksien ja teollisuuden käyttötarkoituksiin.Aqueous phenolic resoles are useful as foundry binders, wood adhesives, plywood and particle board binders, and low shrinkage mold compounds; however, aqueous phenolic resoles are most useful in the manufacture of phenolic foam thermal insulation for a wide variety of household and industrial applications.

Keksintö on erityisen edullinen menetelmänä valmistaa eristy sominaisuuksiltaan erinomaisia fenolisia vaahtoja vaahdotettavista seoksista, joiden perustana ovat fenoliset resolit, jotka on valmistettu suhteellisen halvasta fenolista ja parhaiten paraformaldehydin muodossa olevasta formaldehydistä. Fenolisella vaahdolla, joka on valmistettu käyttämällä keksinnön mukaisia resoleja, on hyvän k-alkuarvon lisäksi myös hyvin säilyvä k-arvo vastoin kuin alalla yleisesti tunnetuilla fenolisilla vaahdoilla. Keksinnön mukaisilla resoleilla on siten päästy kauan tavoiteltuun mutta tähän mennessä toteutumattomaan tavoitteeseen. Niiden avulla on valmistettu fenolista vaahtoa, jolla on sekä hyvä k-alkuarvo että hyvin säilyvä k-arvo, fenolisista resoleista, kuten yksinkertaisista feno 1iformaldehydiresoleista . Ne ovat siten tärkeä edistysaskel tällä alalla.The invention is particularly advantageous as a process for the preparation of phenolic foams with excellent properties from foamable mixtures based on phenolic resoles made from relatively inexpensive phenol and preferably from formaldehyde in the form of paraformaldehyde. Phenolic foam prepared using the resoles of the invention has not only a good initial k-value but also a well-preserved k-value, in contrast to phenolic foams generally known in the art. The resoles according to the invention have thus achieved a long-term goal, which has not been achieved so far. They have been used to prepare phenolic foam with both a good initial k value and a well-preserved k value from phenolic resoles such as simple phenol formaldehyde resoles. They are therefore an important step forward in this area.

31 7344531 73445

Fenoliformaldehydiresolien ja niistä valmistettujen fenolisten vaahtojen eri ominaisuudet määritettiin seuraavilla menetelmillä, ellei toisin ole mainittu.The various properties of phenol formaldehyde resoles and phenolic foams prepared therefrom were determined by the following methods, unless otherwise stated.

Kuplaviskositeettina ilmoitettu viskositeetti määritettiin 25°C:ssa Gardner-Holdt'in kuplaviskositeettiputkessa ASTM-menetelmällä D-1545-76. Viskositeetti on ilmoitettu sekunteina, kuplasekunteina tai kuplavisko sitee11ina.The viscosity reported as bubble viscosity was determined at 25 ° C in a Gardner-Holdt bubble viscosity tube by ASTM method D-1545-76. Viscosity is expressed in seconds, bubble seconds, or bubble viscosity.

Senttipoiseina (cp) ilmoitettu viskositeetti määritettiin Bro ok filed-viskositeettimi11ari1la, malli RVF. Mittaukset tehtiin resolin ollessa 25°C ja mittapää valittiin siten, että keskialueen lukema saatiin kierrosnopeudella 20 rpm. Useimmissa lukemissa käytettiin mittapäätä n:o 5, ASTM D-2196)The viscosity, expressed in centipoise (cp), was determined by Bro ok Filed viscosity, model RVF. Measurements were made with a resolution of 25 ° C and the probe was selected so that the mid-range reading was obtained at 20 rpm. Probe No. 5, ASTM D-2196 was used for most readings)

Resolin pH mitattiin pH-mittarilla (Fisher Accumet pH Meter Model 610 A). pH-elektrodi standardisoitiin ennen kutakin käyttöä pH-standardeilla 4,0, 7,0 ja 10,0. (ASTM E-70).The pH of the resin was measured with a pH meter (Fisher Accumet pH Meter Model 610 A). The pH electrode was standardized to pH 4.0, 7.0, and 10.0 before each use. (ASTM E-70).

Fenolin pitoisuus resolissa mitattiin IR-spektrofotometrillä. IR-määritys suoritettiin käyttämällä rekisteröivää IR-spektrofotometriä, jossa oli natriumkloridioptiikka (Perkin Elmer Model No. 21), suljetut nesteabsorptiokennot ja 0,1 mm natriumkloridi-ikkunat. Menetelmässä mitattiin fenolisen resolin asetoniliuoksen IR-abeorbanssi (14,40 mikronia).The phenol content in the resole was measured with an IR spectrophotometer. The IR assay was performed using a recording IR spectrophotometer with sodium chloride optics (Perkin Elmer Model No. 21), sealed liquid absorption cells, and 0.1 mm sodium chloride windows. The method measured the IR abeorbance (14.40 microns) of the acetone solution of phenolic resole.

Sen jälkeen resolinäytteen fenolipitoisuus määritettiin vertaamalla näytteen absorbanssia fenolipitoisuudeltaan tunnettujen standardiliuosten absorbanssiin, joka oli mitattu identtisissä olosuhteissa. Tämän menetelmän toistettavuuden on havaittu olevan +0,14 %.The phenol content of the resole sample was then determined by comparing the absorbance of the sample with the absorbance of standard solutions of known phenol content measured under identical conditions. The repeatability of this method has been found to be + 0.14%.

Vapaan formaldehydin määrä fenolisessa resolissa määritettiin hydroksyyliamiinihydrokloridi-menetelmällä. Menetelmässä liuotetaan resolinäyte metanoliin, säädetään pH bromi-fenoli-sinisen päätepisteeseen ja lisätään ylimäärä hyd-roksyyliamiinihydrokloridia. Reaktio vapauttaa suolahappoa, 32 7 3 4 4 5 joka titrataan standardoidulla natriumhydroksidilla samaan bromifenoli-sinisen päätepisteeseen,The amount of free formaldehyde in the phenolic resol was determined by the hydroxylamine hydrochloride method. In the method, a resole sample is dissolved in methanol, the pH is adjusted to the bromophenol blue endpoint, and an excess of hydroxylamine hydrochloride is added. The reaction liberates hydrochloric acid, 32 7 3 4 4 5 which is titrated with standardized sodium hydroxide to the same end point of bromophenol blue,

Ensin punnitaan resolinäyte 0,1 mg tarkkuudelle (näyte tavallisesti 1 - 3 g) 150 cm^ dekantterilasiin, joka sisältää 10 cm^ metanolia. Seosta sekoitetaan, kunnes resoli on liuennut täysin. Resolinäytteen määrän tulisi olla sellainen, että hydroksyy1iamiinihydroklorid in määrästä jää jäljelle yli 1/3 reaktion tapahduttua loppuun. Resolin liuettua metanoliin lisätään 10 cm^ tislattua vettä ja 10 pisaraa bromifeno1i-sininen-indikaa11or ia . Näyteliuoksen pH säädetään lisäämällä 0,5 N natriumhydroksidia tai 0,5 N rikkihappoa tipottain, kunnes indikaattori juuri muuttuu siniseksi.First, weigh a resole sample to the nearest 0,1 mg (usually 1 to 3 g of sample) into a 150 cm 2 beaker containing 10 cm 2 of methanol. The mixture is stirred until the resole is completely dissolved. The amount of resole sample should be such that more than 1/3 of the amount of hydroxylamine hydrochloride remains after the reaction is complete. After dissolving the resole in methanol, 10 cm <3> of distilled water and 10 drops of bromophenyl-blue indicator are added. The pH of the sample solution is adjusted by the dropwise addition of 0,5 N sodium hydroxide or 0,5 N sulfuric acid until the indicator just turns blue.

Sen jälkeen dekantterilasiin pipetoidaan 25 cm^ hydroksyyli-amiini-hydrokloridiliuosta (ACS-laatu) ja reaktion annetaan tapahtua huoneen lämpötilassa 15 minuutin ajan. Tämän jälkeen liuos titrataan nopeasti 0,5 N natriumhydroksidiliuoksella siniseen väriin, johon näyteliuos oli jo aikaisemmin säädetty. Näyteliuosta sekoitetaan magneetin avulla titrauksen aikana. Sekoituksen voimakkuuden tulee olla suuri, kun lähestytään loppupistettä. Samanaikaisesti noudatetaan samanlaista menettelyä sokkonäy11ei11 e käyttämällä kaikkia muita ainesosia paitsi re so 1 inäyte11ä. Näytteen vapaan formaldehydin pitoisuus lasketaan sen jälkeen seuraavasti: (V -V ) x N x 3,001Then 25 cm -1 of hydroxylamine hydrochloride solution (ACS grade) is pipetted into the beaker and the reaction is allowed to proceed at room temperature for 15 minutes. The solution is then rapidly titrated with 0.5 N sodium hydroxide solution to a blue color to which the sample solution has previously been adjusted. The sample solution is stirred with a magnet during the titration. The intensity of the mixing should be high when approaching the end point. At the same time, a similar procedure is followed for the blank using all other ingredients except for the sample. The free formaldehyde content of the sample is then calculated as follows: (V -V) x N x 3,001

Vapaa formaldehydi (%) = _·Free formaldehyde (%) = _ ·

WW

jossa V. = Näytteen titraukseen käytetyn 0,5 N natrium- 1 3 hydroksidiliuoksen tilavuus cm :nä.where V. = volume in cm of 0,5 N sodium hydroxide solution used to titrate the sample.

V- = Sokkonäytteen titraukseen käytetyn 0,5 NV- = 0,5 N used for the titration of the blank

* 3 natriumhydroksidiliuoksen tilavuus cm :nä.* 3 volume of sodium hydroxide solution in cm.

N = Natriumhydroksidiliuoksen normaalisuus W = Resolinäytteen paino g:na.N = normality of the sodium hydroxide solution W = weight of the resole sample in g.

3,001 = Vakio, joka muuntaa formaldehydin grammaekvi-valenttipainon prosenteiksi.3.001 = A constant that converts the gram-equivalent weight of formaldehyde to a percentage.

33 73445 Tästä menetelmästä on annettu lisää informaatiota G.M.33 73445 Further information on this method is given in G.M.

Kline'n kirjassa "Analytical Chemistry of Polymers", High Polymers, Voi. II osa 1, Interscience Publischers, Inc.In Kline's book "Analytical Chemistry of Polymers", High Polymers, Vol. Part II 1, Interscience Publishers, Inc.

(1959) .(1959).

Resolien vesipitoisuus mitattiin Karl Fischer'in menetelmällä, jota oli modifioitu niin, että titrauksen loppupiste määritettiin sähköisesti. Käytetty laite oli Automatic Karl Fischer Titrator, Aquatest II (Photovolt Corp.) ja laite koottiin, täytettiin ja kytkettiin sähköisesti valmistajan ohjeiden mukaisesti. Puhtaaseen kuivaan mittapulloon punnitaan seuraavan taulukon ehdottama määrä resolinäytettä. Pulloon lisätään 20 - 50 cm^ pyridiiniä tai metanolia, pullo suljetaan ja liuosta sekoitetaan hyvin, kunnes resolinäyte on liuennut kokonaan. Liuos laimennetaan tilavuuteen kuivalla pyridiinillä tai metanolilla, pullo suljetaan hattutyyppisellä kumikorkilla ja liuos sekoitetaan ravistelemalla pulloa.The water content of the resoles was measured by the method of Karl Fischer, which had been modified so that the end point of the titration was determined electrically. The device used was an Automatic Karl Fischer Titrator, Aquatest II (Photovolt Corp.) and the device was assembled, filled and electrically connected according to the manufacturer's instructions. Weigh into a clean, dry volumetric flask the amount of resole sample suggested in the following table. Add 20 to 50 cm 2 of pyridine or methanol to the flask, close the flask and mix the solution well until the resole sample is completely dissolved. The solution is diluted to volume with dry pyridine or methanol, the flask is closed with a cap-type rubber stopper and the solution is mixed by shaking the flask.

Arvioitu näytekokoEstimated sample size

Resolin paino (g) Näytteen lopullinen Arvioitu vesimäärä _________________ tilavuus (cm j_ (paino-?0)_ 3-4 50 0,3-5 2-3 100 5-15 1-2 100 15-25 1 100 >25Resole weight (g) Final final estimated amount of sample _________________ volume (cm j_ (weight? 0) _ 3-4 50 0.3-5 2-3 100 5-15 1-2 100 15-25 1 100> 25

Sopivan kuivan ruiskun ja neulan avulla ruiskuun vedetään 1 tai 2 cm^ suuruinen testattava näyte ja ruisku tyhjennetään jäteastiaan. Tämä huuhtelu toistetaan useita kertoja. Sen jälkeen näytettä imetään ruiskuun, kunnes tilavuus on hieman yli halutun kalibrointimerkin ja sen jälkeen säädetään haluttuun merkkiin. Ruiskun neula pyyhitään puhtaaksi silkki-paperilla ja neula työnnetään näyteportin septumin läpi, kunnes se on titrausliuoksen pinnan alapuolella. Sen jälkeen näyte injisoidaan titrausliuokseen ja ruisku poistetaan nopeasti. Käynnistetään automaattinen titraus ja tulokset tallennetaan, kun titraus on tapahtunut loppuun. Edellä 34 734 4 5 kuvatulla tavalla määritetään myös sokkonäytteen vesipitoisuus.Using a suitable dry syringe and needle, draw a 1 or 2 cm 2 test sample into the syringe and empty the syringe into a waste container. This rinse is repeated several times. The sample is then drawn into the syringe until the volume is slightly above the desired calibration mark and then adjusted to the desired mark. Wipe the syringe needle clean with tissue paper and insert the needle through the septum of the sample port until it is below the surface of the titration solution. The sample is then injected into the titration solution and the syringe is quickly removed. Automatic titration is started and the results are saved when the titration is complete. The water content of the blank is also determined as described above 34 734 4 5.

Veden paino prosenteissa lasketaan seuraavasti: «vvThe percentage by weight of water is calculated as follows: «vv

Vesipitoisuus (paino-?0) r_* 1 ' W x 10.000 jossa = lukema, joka ilmoittaa, paljonko vettä on yhteensä pg:na analysoidussa näytteessä = lukema, joka ilmoittaa, paljonko vettä on yhteensä pm:na sokkonäytteessä V2 = kuutiosenttimetereissä ilmoitettu tilavuus, johon liuotettu näyte oli laimennettu V^ = cm^rna ilmoitettu titratun näytteen tilavuus W = reso1inäytteenpäino .Water content (by weight? 0) r_ * 1 'W x 10.000 where = reading indicating the total amount of water in pg in the analyzed sample = reading indicating the total amount of water in pm in the blank sample V2 = volume in cubic centimeters, to which the dissolved sample was diluted V = the volume of the titrated sample expressed as cm 2 R = reso1 sample weight.

Lisätietoja tästä menetelmästä on ilmoitettu julkaisussa: Mitchell, J. Sr., ja Smith, D.M., "Aqametry", Chemical Analysis Series, Voi. 5, Interscience Publishers Inc. (194Θ).Further information on this method is reported in: Mitchell, J. Sr., and Smith, D.M., "Aqametry", Chemical Analysis Series, Vol. 5, Interscience Publishers Inc. (194Θ).

Resolien keskimääräinen (paino) molekyylipaino, keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino ja dispergoitavuus määritettiin geelipermeaatiokromatografiällä. Käytetty laite oli Waters Associates, Inc., yhtiön Gel Permeation Chromatograph, jossa oli viisi sarjaan järjestettyä ja Styragel-geelillä täytettyä kolonnia (jokaisen kolonnin pituus 1 jalka).The average (weight) molecular weight, average (number) molecular weight and dispersibility of the resoles were determined by gel permeation chromatography. The apparatus used was a Gel Permeation Chromatograph from Waters Associates, Inc. with five columns arranged in series and packed with Styragel gel (1 column each).

Sty rage1-gee1 in huokoskoot olivat seuraavat seuraavassa järjestyksessä: 1 kolonnissa 1000A, 2 kolonnissa 500A ja 2 kolonnissa 100A. Detektointi suoritettiin differentiaalisen ta itekertoimen avulla (Waters Differential Refractometer R401). Systeemissä käytettiin liuottimena tetrahydrofuraania (THF) ja virtausnopeutena 2 ml/minuutti. Noin 220 - 250 mg painoinen resolinäyte liuotettiin 25 ml:aan tetrahydrofuraania. Liuottimen haihtumisesta johtuvien vaihtelujen välttämiseksi liuoksia käsiteltiin mahdollisimman vähän ilman kanssa alttiina ja punnittiin suljetuissa pulloissa.The pore sizes of Sty rage1-gee1 were as follows: 1 in column 1000A, 2 in column 500A, and 2 in column 100A. Detection was performed using a differential refractive index (Waters Differential Refractometer R401). Tetrahydrofuran (THF) was used as the solvent in the system and the flow rate was 2 ml / minute. A resole sample weighing about 220-250 mg was dissolved in 25 ml of tetrahydrofuran. To avoid variations due to solvent evaporation, the solutions were treated with minimal exposure to air and weighed in sealed bottles.

35 7 3 4 4 5 GP-kromatograafi kalibroitiin käyttämällä monodispergoitua polystyreeniä standardipolymeerinä, jota vasten resoli mitattiin. Kalibrointi suoritettiin huoneen lämpötilassa käyttämällä polystyreenin liuottimena tetrahydrofuraania.35 7 3 4 4 5 The GP chromatograph was calibrated using monodispersed polystyrene as a standard polymer against which the resole was measured. Calibration was performed at room temperature using tetrahydrofuran as the polystyrene solvent.

GP-kromatografiän tulokset tallennettiin ja käsiteltiin Waters Associates yhtiön data-prosessorilla (730 Data Module), joka suoritti kaikki laskut ja printtasi valmiit analyysi-tulokset. Yksityiskohtaista tietoa toimenpiteistä on annettu Waters'in kirjallisuudessa. Kts. myös Waters'in julkaisunumero 82475, jonka otsikko on "GPC, Data Reduction & the 730-150 C Combination" ja Waters Technical Brief No. 102, "HLPC Column Perfomance Rating", k-arvot mitattiin ASTM-menetelmällä C-518 (Revised) päällystämättömistä sisänäytteistä.The results of the GP chromatography were recorded and processed on a Waters Associates data processor (730 Data Module) which performed all calculations and printed the finished analysis results. Detailed information on the measures is provided in the Waters literature. See also Waters Publication No. 82475, entitled "GPC, Data Reduction & the 730-150 C Combination" and Waters Technical Brief No. 102, "HLPC Column Perfomance Rating", k-values were measured by ASTM method C-518 (Revised) on uncoated inner samples.

5euraavat esimerkit havainnollistavat keksintöä. Osat ja prosenttimäärät on laskettu painosta, ellei toisin ole mainittu.The following examples illustrate the invention. Parts and percentages are by weight unless otherwise indicated.

Esimerkki 1 Tämän keksinnön mukainen fenoliformaldehydiresoli, jossa formaldehydin moolisuhde fenoliin oli 2:1, valmistettiin laboratoriossa 4 litran reaktorissa, joka oli varustettu palautusjäähdyttäjälla, lämpötilat DC:na ilmoittavalla lämpöparilla, lisäyssuppilolla , kaksilapaisella potkurilla varustetulla ilmasekoittajalla ja reaktorin lämmitys (vaippa) ja jäähdytys (jäähaude) -laitteilla. Ensiksi punnittiin ja lisättiin reaktoriin 1434 g 90-prosenttista fenolia (13,73 moolia). Sen jälkeen punnittiin ja lisättiin reaktoriin 1207 g hiutaleista paraformaldehydiä (91 %, 36,61 moolia).Example 1 A phenol-formaldehyde resole according to the present invention with a molar ratio of formaldehyde to phenol of 2: 1 was prepared in a laboratory in a 4-liter reactor equipped with a reflux condenser, a thermocouple indicating DC temperatures, an addition funnel, a two-bladed propeller air mixer and reactor heating ). First, 1434 g of 90% phenol (13.73 moles) was weighed and added to the reactor. 1207 g of flake paraformaldehyde (91%, 36.61 moles) were then weighed and added to the reactor.

Tätä fenolin ja formaldehydin seosta sekoitettiin 78°C:een kuumentamisen aikana. Tällä välin valmistettiin 45-prosenttinen kaliumhydroksidin vesiliuos. Sen jälkeen lisättiin 35,53 g 45-prosenttista kaliumhydroksidiliuosta (0,285 moolia) 478,4 g:aan 90-prosenttista fenolia (4,58 moolia) ja sekoitettiin hyvin. Tämä kaliumhydroksidin ja fenolin seos laitettiin sen jälkeen lisäyssuppiloon. Kun reaktorin lämpötila 3β 73445 oli noussut 78°C:een, lisättiin tipottain 150 minuutin aikana tämä kaliumhydroksidin ja fenolin liuos. Lisäyksen aikana pidettiin reaktorin lämpötila välillä 78 - 80°C kuumentamalla ja/tai jäähdyttämällä reaktoria. Lisäyksen alkuvaiheissa oli reaktoria aika ajoin jäähdytettävä eksotermisen reaktion kontrolloimiseksi. Alkuvaiheiden aikana tapahtui myös lievää geelin kehittymistä, mutta geeli hävisi lisäysjakson aikana. Geelin aikana tarkkailtiin lämpötilaa huolellisesti, koska lämmönsiirto geelin läpi on hitaanlaista.This mixture of phenol and formaldehyde was stirred at 78 ° C during heating. In the meantime, a 45% aqueous solution of potassium hydroxide was prepared. Then, 35.53 g of a 45% potassium hydroxide solution (0.285 mol) was added to 478.4 g of 90% phenol (4.58 mol) and mixed well. This mixture of potassium hydroxide and phenol was then placed in an addition funnel. After the reactor temperature 3β 73445 had risen to 78 ° C, this solution of potassium hydroxide and phenol was added dropwise over 150 minutes. During the addition, the reactor temperature was maintained between 78 and 80 ° C by heating and / or cooling the reactor. In the early stages of the addition, the reactor had to be cooled from time to time to control the exothermic reaction. There was also a slight gel development during the initial stages, but the gel disappeared during the addition period. During the gel, the temperature was carefully monitored because the heat transfer through the gel is slow.

Kun fenolin ja kaliumhydroksidin seos oli kokonaan lisätty, reaktioseos lämmitettiin 85 - 88°C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa. 25°C lämpötilassa määritettiin kuplaviskositeetit Grdner'in ja Holdt'in kuplavisko siteettiput k e 11 a (ASTM D-1545-76) reaktioseoksen näytteistä, jotka oli otettu joka 30. minuutti sen jälkeen, kun lämpötila oli noussut välille 85 - 88°C. Kun kuplaviskositeetiksi saatiin noin 15 sekuntia, reaktioseos jäähdytettiin vähitellen (noin 15 minuuttia) noin 68 - 79°C lämpötilaan. Kun tämä lämpötila oli pysyvästi saavutettu, määritettiin jälleen kuplavisko-siteetit joka 30. minuutti, kunnes kuplaviskositeetiksi saatiin noin 30 sekuntia. Sen jälkeen kuplaviskositeetit määritettiin joka 15. minuutti, kunnes kuplaviskositeetiksi saatiin noin 60 sekuntia. Kun viskositeetti oli 60 sekuntia, lisättiin reaktoriin 14,57 g 90-prosenttista muurahais-happoliuosta (0,285 moolia) ja reaktioseos jäähdytettiin 55°C:een. Kun reaktiolämpötila oli laskenut 55°C:een, lisättiin 190 g Morflex 1129 pehmennintä (dimetyyli-isoftalaatti) ja annettiin sen liueta. Sen jälkeen reaktioseos siirrettiin säilytysastiaan ja säilytettiin jääkaapissa käyttöön asti. Saadun resolin Brookfield-viskositeetti oli 6600 senttipoisea 25°C:ssa. Resoli sisälsi 1,9 % vapaata fenolia, 3,6 % vapaata formaldehydiä ja 17,3 % vettä. Keskimääräinen (paino) mole-kyylipaino oli 981, kekimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino oli 507 ja dispersioaste 1,93.After the mixture of phenol and potassium hydroxide was completely added, the reaction mixture was heated to 85-88 ° C and maintained at this temperature. At 25 ° C, bubble viscosities were determined from Grdner and Holdt bubble viscosity tubes k e 11a (ASTM D-1545-76) samples of the reaction mixture taken every 30 minutes after the temperature had risen to 85-88 ° C. When the bubble viscosity was obtained for about 15 seconds, the reaction mixture was gradually cooled (about 15 minutes) to about 68-79 ° C. When this temperature was consistently reached, bubble viscosities were determined again every 30 minutes until a bubble viscosity of about 30 seconds was obtained. Thereafter, bubble viscosities were determined every 15 minutes until a bubble viscosity of about 60 seconds was obtained. After a viscosity of 60 seconds, 14.57 g of a 90% formic acid solution (0.285 mol) was added to the reactor, and the reaction mixture was cooled to 55 ° C. After the reaction temperature dropped to 55 ° C, 190 g of Morflex 1129 plasticizer (dimethyl isophthalate) was added and allowed to dissolve. The reaction mixture was then transferred to a container and refrigerated until use. The resulting resole had a Brookfield viscosity of 6600 centipoise at 25 ° C. The resole contained 1.9% free phenol, 3.6% free formaldehyde and 17.3% water. The average (weight) molecular weight was 981, the average (number) molecular weight was 507 and the dispersion was 1.93.

37 7344537 73445

Esimerkki 2 Tämän keksinnön mukaista fenoliformaldehydiresolia, jossa formaldehydin moolisuhde fenoliin oli 2:1, valmistettiin kaupallisessa mitassa 3800 litran reaktorissa, joka oli varustettu palautusjäähdyttäjällä, Celsiusasteikkoisella lämpöparilla, tarkoilla kemikaalien lisäyslaitteilla, seoksen sekoituslaitteilla ja reaktioseoksen lämmitys- ja jäähdytyslaitteilla .Example 2 A phenol-formaldehyde resole of this invention having a molar ratio of formaldehyde to phenol of 2: 1 was prepared on a commercial scale in a 3800 liter reactor equipped with a reflux condenser, a Celsius thermocouple, precision chemical addition equipment, mixture stirrers and reaction mixture heating.

Ensiksi reaktoriin panostettiin 1726,20 kg 90-prosenttista fenolia ( 16.542,3 grammamoo1 ia ) . Sen jälkeen reaktoriin lisättiin sekoittaen 1452,92 kg hiutaleista para formaldehydiä (91 %, 44.111,78 grammamoo1 ia). Tätä fenolin ja formaldehydin seosta sekoitettiin 78°C:een lämmitettäessä ja pidettiin tässä lämpötilassa noin 2 tuntia. Tällä välin valmistettiin sekoitussäiliössä kaliumhydroksidin ja fenolin liuos sekoittamalla hyvin keskenään 575,40 kg 90-prosenttista fenolia (5.514,14 grammamoolia) ja 42,84 kg 45-prosenttista KOH-liuosta (343,92 grammamoolia).First, 1726.20 kg of 90% phenol (16,542.3 grams) was charged to the reactor. 1452.92 kg of flakes of para formaldehyde (91%, 44,111.78 grams) were then added to the reactor with stirring. This mixture of phenol and formaldehyde was stirred with heating to 78 ° C and maintained at this temperature for about 2 hours. Meanwhile, a solution of potassium hydroxide and phenol in a mixing tank was prepared by mixing well 575.40 kg of 90% phenol (5,514.14 grams) and 42.84 kg of a 45% KOH solution (343.92 grams).

2 tunnin kuluttua ja kun reaktorin alkulämpötila oli 78°C, lisättiin kaliumhydroksidin ja fenolin liuos reaktoriin nopeudella 3,41 - 5,11 litraa minuutissa 2-1/2 tunnin aikana. Lisäysjakson aikana reaktorin lämpötila pidettiin välillä 78 - 82°C lämmittämällä ja/tai jäähdyttämällä reaktoria tai lopettamalla väliaikaisesti fenoli-kaliumhydroksidin lisäys.After 2 hours and when the initial reactor temperature was 78 ° C, a solution of potassium hydroxide and phenol was added to the reactor at a rate of 3.41 to 5.11 liters per minute over 2-1 / 2 hours. During the addition period, the reactor temperature was maintained between 78 and 82 ° C by heating and / or cooling the reactor or temporarily stopping the addition of phenol-potassium hydroxide.

Kun koko fenolin ja kaliumhydroksidin seos oli lisätty, reaktioseos lämmitettiin 85 - 88°C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa. Kuplaviskositeetit määritettiin 25°C:ssa Garder'in ja Holdt'in kuplaviskositeettiputkessa (ASTM D-1546-76) reaktioseoksen näytteistä, jotka oli otettu joka 30. minuutti sen jälkeen, kun lämpötila oli noussut välille 85 - 88°C. Kun kuplaviskositeetiksi saatiin noin 38 73445 15 sekuntia, reaktioseos jäähdytettiin vähitellen noin 68 - 79°C:een. Kun tämä lämpötila oli saavutettu, määritettiin jälleen kuplaviskositeetit joka 15. minuutti, kunnes viskositeetiksi saatiin noin 30 sekuntia. Tämän jälkeen kuplaviskositeetit määritettiin joka 15. minuutti, kunnes kuplaviskosi-teetiksi saatiin noin 60 sekuntia. Kuplaviskositeetin ollessa 60 sekuntia lisättiin reaktoriin 17,56 kg 90-prosenttista muurahaishappoliuosta (343,90 grammamoolia) ja reaktioseos jäähdytettiin 55°C:een. Kun reaktioseos oli 55°C, lisättiin 107 kg Morflex 1129 pehmennintä ja annettiin sen liueta.After the entire mixture of phenol and potassium hydroxide was added, the reaction mixture was heated to 85-88 ° C and maintained at this temperature. Bubble viscosities were determined at 25 ° C in a Garder and Holdt bubble viscosity tube (ASTM D-1546-76) from samples of the reaction mixture taken every 30 minutes after the temperature had risen to between 85 and 88 ° C. When the bubble viscosity was obtained at about 38,73445 for 15 seconds, the reaction mixture was gradually cooled to about 68-79 ° C. When this temperature was reached, bubble viscosities were determined again every 15 minutes until the viscosity was about 30 seconds. Thereafter, bubble viscosities were determined every 15 minutes until a bubble viscosity of about 60 seconds was obtained. With a bubble viscosity of 60 seconds, 17.56 kg of a 90% formic acid solution (343.90 grams) was added to the reactor and the reaction mixture was cooled to 55 ° C. When the reaction mixture was 55 ° C, 107 kg of Morflex 1129 plasticizer was added and allowed to dissolve.

Sen jälkeen reaktioseos siirrettiin varastosäiliöön ja pidettiin jäähdytettynä käyttöön asti. Saadun resolin Brookfield- viskositeetti oli 7.7400 25°C:ssa. Resoli sisälsi 3,2 % vapaata fenolia, 3,5 % vapaata formaldehydiä ja 14,6 % vettä. Resolin keskimääräinen (paino) molekyy1ipaino oli 1222, keskimääräinen (lukumäärä) molekyy1ipaino 550 ja dispersioaste 2,22.The reaction mixture was then transferred to a storage tank and kept refrigerated until use. The resulting resole had a Brookfield viscosity of 7.7400 at 25 ° C. The resole contained 3.2% free phenol, 3.5% free formaldehyde and 14.6% water. Resol had an average (weight) molecular weight of 1222, an average (number) molecular weight of 550 and a degree of dispersion of 2.22.

Esimerkki 3Example 3

Laboratoriossa valmistettiin fenoliformaldehydiresoli, jossa formaldehydin moolisuhde fenoliin oli 2:1, käyttämällä parhaana pidettyä menetelmää. Reaktio suoritettiin 4 litran reaktorissa joka oli varustettu palautusjäähdyttimellä, Celsiusasteikkoisella lämpöpari11 a, 1isäyssyppi1 oila , kaksi-lapaisella potkurilla varustetulla ilmasekoittimellä ja reaktorin lämmitys (vaippa) ja jäähdytys (jäähaude) -laitteilla. Punnittiin 2550 g 90-prosenttista fenolia (24,4 moolia) ja lisättiin reaktoriin. Sen jälkeen punnittiin 45,6 g 45-prosenttista KOH-liuota (0,366 moolia) ja lisättiin reaktoriin. Tätä fenolin ja katalyytin seosta sekoitettiin kuumennettaessa 78°C:een. Tällä välin punnittiin 1610 g 91-prosenttista, hiutalemaista paraformaldehydiä (48,8 moolia). Kun reaktorin lämpötila oli noussut 78°C:een, reaktoriin lisättiin para formaldehydihiuta le ista 1/10 (161,0 g). Paraformaldehydi lisättiin tällä tavoin erittäin yhteensä 10:nä oleellisesti yhtä suurena lisäyksenä 10 minuutin välein. Lisäysjakson aikana lämpötila pidettiin 39 73445 välillä noin 78 - 82°C. Sen jälkeen, kun kaikki paraform-aldehydi oli lisätty, kuumennettiin reaktioseos 85 - 88°C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa. Kuplaviskositeetit määritettiin 25°C:ssa Gardner'in ja Holt'in kuplaviskositeetti-putkessa (ASTM D-1545-76) reaktioseoksen näytteistä, jotka oli otettu joka 30. minuutti sen jälkeen, kun lämpötila oli noussut välille 85 - 88°C. Kun kuplaviskositeetiksi saatiin noin 15 sekuntia, jäähdytettiin reaktioseos vähitellen (noin 15 minuuttia) noin 78°C:een. Kun tämä lämpötila oli saavutettu, määritettiin uudelleen kuplaviskositeetit joka 15. minuutti, kunnes viskositeetiksi saatiin noin 60 sekuntia. Kuplaviskositeetin ollessa 60 sekuntia lisättiin reaktoriin 18,7 g 90-prosenttista muurahaishappoliuosta (0,366 moolia) ja reaktioseos jäähdytettiin 65°C:een. Kun reaktioseos oli jäähtynyt 65°C:een, lisättiin 190 g Morflex 1129 peh-mennintä (dimetyyli-isoftalaatti) ja annettiin sen liueta. Reaktioseos siirrettiin sen jälkeen säilytysastiaan ja pidettiin jääkaapissa käyttöön asti. Saadun resolin Brookfield-viskositeetti oli 6000 senttipoisea 25°C:ssa. Resoli sisälsi 2,3 % vapaata fenolia, 3,4 % vapaata formaldehydiä ja 17,5 % vettä. Resolin keskimääräinen (paino) molekyylipaino oli 902, keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino 448 ja disper-sioaste 2,01.A phenol-formaldehyde resole with a molar ratio of formaldehyde to phenol of 2: 1 was prepared in the laboratory using the preferred method. The reaction was carried out in a 4-liter reactor equipped with a reflux condenser, a Celsius-scale thermocouple 11a, a 1-bladed propeller air mixer, and reactor heating (jacket) and cooling (ice bath) equipment. 2550 g of 90% phenol (24.4 moles) were weighed and added to the reactor. 45.6 g of a 45% KOH solution (0.366 mol) were then weighed and added to the reactor. This mixture of phenol and catalyst was stirred while heating to 78 ° C. Meanwhile, 1610 g of 91% flaky paraformaldehyde (48.8 moles) were weighed. After the reactor temperature had risen to 78 ° C, 1/10 (161.0 g) of para formaldehyde flake was added to the reactor. Paraformaldehyde was thus added in a very total of 10 substantially equal increments every 10 minutes. During the addition period, the temperature was maintained between 39,734,45 and about 78-82 ° C. After all the paraform aldehyde was added, the reaction mixture was heated to 85-88 ° C and maintained at this temperature. Bubble viscosities were determined at 25 ° C in a Gardner and Holt bubble viscosity tube (ASTM D-1545-76) from samples of the reaction mixture taken every 30 minutes after the temperature had risen to 85-88 ° C. When the bubble viscosity was obtained for about 15 seconds, the reaction mixture was gradually cooled (about 15 minutes) to about 78 ° C. When this temperature was reached, the bubble viscosities were re-determined every 15 minutes until the viscosity was reached for about 60 seconds. With a bubble viscosity of 60 seconds, 18.7 g of a 90% formic acid solution (0.366 mol) was added to the reactor and the reaction mixture was cooled to 65 ° C. After the reaction mixture was cooled to 65 ° C, 190 g of Morflex 1129 plasticizer (dimethyl isophthalate) was added and allowed to dissolve. The reaction mixture was then transferred to a container and refrigerated until use. The resulting resole had a Brookfield viscosity of 6,000 centipoise at 25 ° C. The resole contained 2.3% free phenol, 3.4% free formaldehyde and 17.5% water. Resol had an average (weight) molecular weight of 902, an average (number) molecular weight of 448 and a degree of dispersion of 2.01.

Esimerkki 4Example 4

Fenoliformaldehydiresolia, jossa formaldehydin moolisuhde fenoliin oli 2:1, valmistettiin kaupallisessa mitassa käyttämällä suositeltua menetelmää. Reaktio suoritettiin 22700 litran reaktorissa, joka oli varustettu palautuejäähdyttäjällä, Celsiusasteikkoisella lämpoparilla, tarkalla kemikaalien lisäyslaitteella, seoksen sekoituslaitteella ja reaktioseoksen lämmitys- ja jäähdytyslaitteilla.Phenol formaldehyde resole with a molar ratio of formaldehyde to phenol of 2: 1 was prepared on a commercial scale using the recommended method. The reaction was carried out in a 22,700 liter reactor equipped with a reflux condenser, a Celsius scale thermocouple, a precision chemical addition device, a mixture stirrer, and heating and cooling devices for the reaction mixture.

Ensin reaktoriin panostettiin 13755 kg 90-prosenttista fenolia (131.700,8 grammamoolia). Sen jälkeen reaktoriin lisättiin sekoittaen 256 kg 45-prosenttista KOH-liuosta 40 73445 (1055,8 grammamoolia). Tätä seosta sekoitettiin kuumennettaessa 78°C:een. Tällä välin punnittiin 8701,2 kg 91-prosenttista hiutaleista paraformaldehydiä (263.942,7 grammamoolia).First, 13,755 kg of 90% phenol (131,700.8 gram moles) was charged to the reactor. 256 kg of a 45% KOH solution 40 73445 (1055.8 grams) were then added to the reactor with stirring. This mixture was stirred with heating to 78 ° C. In the meantime, 8701.2 kg of 91% flakes of paraformaldehyde (263,942.7 gram moles) were weighed.

Kun reaktorin lämpötila oli noussut 78°C:een, reaktoriin annosteltiin paraformaldehydihiutaleet oleellisesti tasaisella nopeudella 3 tunnin aikana. Lisäysjakson aikana reaktorin lämpötila pidettiin välillä 78 - 82°C.After the reactor temperature had risen to 78 ° C, paraformaldehyde flakes were fed to the reactor at a substantially constant rate over 3 hours. During the addition period, the reactor temperature was maintained between 78 and 82 ° C.

Kun paraformaldehydi oli kokonaisuudessaan lisätty, kuumennettiin reaktioseos 85 - 88°C:een ja pidettiin täsä lämpötilassa. Kuplaviskositeetit määritettiin 25°C:ssa Gardner'in ja Holt'in kuplaviskositeettiputkessa (ASTM D-1546-76) reaktioseoksen näytteistä, jotka oli otettu joka 30. minuutti sen jälkeen, kun lämpötila oli noussut välille 85 - 88°C.After all of the paraformaldehyde was added, the reaction mixture was heated to 85-88 ° C and maintained at that temperature. Bubble viscosities were determined at 25 ° C in a Gardner and Holt bubble viscosity tube (ASTM D-1546-76) from samples of the reaction mixture taken every 30 minutes after the temperature had risen to between 85 and 88 ° C.

Kun kuplaviskositeetikei saatiin noin 15 sekuntia, jäähdytettiin reaktioseos noin 78°C:een. Kun tämä lämpötila oli saavutettu, määritettiin jälleen kuplaviskositeetit joka 15. minuutti, kunnes viskositeetiksi saatiin noin 45 sekuntia. Sen jälkeen lämpötila laskettiin 68 - 70°C:een ja tämän jälkeen määritettiin kuplaviskositeetit joka 15. minuutti, kunnes viskositeetiksi saatiin noin 60 sekuntia. Kun viskositeetti oli 60 sekuntia, lisättiin reaktoriin 94,8 kg 90-prosenttista muurahaishappoliuosta (1854,8 grammamoolia) ja reaktioseos jäähdytettiin 55°C:een. Reaktioseosta 55°C:een jäähdytettäessä lisättiin 972,5 kg Morflex 1129 pehmennintä ja annettiin sen liueta. Reaktioseos siirrettin sen jälkeen varastosäiliöön ja pidettiin käyttöön asti jäähdytettynä.After bubbling viscosity was obtained for about 15 seconds, the reaction mixture was cooled to about 78 ° C. When this temperature was reached, bubble viscosities were determined again every 15 minutes until the viscosity was about 45 seconds. The temperature was then lowered to 68-70 ° C and the bubble viscosities were then determined every 15 minutes until the viscosity was about 60 seconds. After a viscosity of 60 seconds, 94.8 kg of a 90% formic acid solution (1854.8 grams) was added to the reactor and the reaction mixture was cooled to 55 ° C. While cooling the reaction mixture to 55 ° C, 972.5 kg of Morflex 1129 plasticizer was added and allowed to dissolve. The reaction mixture was then transferred to a storage tank and kept refrigerated until use.

Saadun resolin Brookfield-viskositeetti oli 8700 25°C:ssa. Resoli sisälsi 3,7 % vapaata fenolia, 2,92 % vapaata formaldehydiä ja 15,6 S vettä. Resolin keskimääräinen (paino) molekyylipaino oli 1480, keskimääräinen (lukumäärä) mole-kyylipaino 582 ja dispersioaste 2,55.The resulting resole had a Brookfield viscosity of 8700 at 25 ° C. The resole contained 3.7% free phenol, 2.92% free formaldehyde and 15.6 S water. Resol had an average (weight) molecular weight of 1480, an average (number) molecular weight of 582 and a dispersion of 2.55.

41 7344541 73445

Esimerkki 5Example 5

Fenolista resolia, jossa formaldehydin moolisuhde fenoliin oli 2:1, valmistettiin laboratoriossa esimerkin 3 mukaisella menettelyllä paitsi, että reaktio pysäytettiin, pH säädettiin, Morflex 1129 lisättiin ja resoliliuos jäähdytettiin, kun kupla viskositeetiksi saatiin 10 sekuntia.A phenolic resole with a molar ratio of formaldehyde to phenol of 2: 1 was prepared in the laboratory by the procedure of Example 3 except that the reaction was stopped, the pH was adjusted, Morflex 1129 was added, and the resole solution was cooled to a bubble viscosity of 10 seconds.

Saadun resolin Brookfield-viskositeetti oli 850 senttipoisea 25°C:ssa. Resoli sisälsi 4,1 ?ό vapaata fenolia, 4,9 ?0 vapaata formaldehydiä ja 14,0 % vettä. Resolin keskimääräinen (paino) molekyylipaino oli 519, keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipa ino 400 ja dispersioaste 1,26.The resulting resole had a Brookfield viscosity of 850 centipoise at 25 ° C. The resole contained 4.1? Ό free phenol, 4.9? О free formaldehyde and 14.0% water. Resol had an average (weight) molecular weight of 519, an average (number) molecular weight of 400, and a degree of dispersion of 1.26.

Esimerkki 6Example 6

Fenoliformaldehydiresolia, jossa formaldehydin moolisuhde fenoliin oli 2:1, valmistettiin laboratoriossa 4 litran reaktorissa, joka oli varustettu eamalla tavoin kuin esimerkeissä 1 ja 3. Ensiksi reaktoriin lisättiin 2550 g 90-pro-senttista fenolia (24,4 moolia). Sen jälkeen reaktoriin lisättiin 1610 g 91-prosenttista paraformaldehydiä. Tätä fenolin ja formaldehydin seosta sekoitettiin ja kuumennettiin 70°C:een. Samalla kun fenolin ja formaldehydin seosta kuumennettiin, valmistettiin 45-prosenttinen KOH-liuos. Lämpötilan noustua 70°C:een lisättiin ka 1iumhydroksidi 1iuoksesta 1/6 (7,6 g, 0,061 moolia). 10 minuutin kuluttua lisättiin toinen 1/6 erä KOH-liuosta. Loput kaliumhydroksidista lisättiin samalla tavoin ja reaktioseoksen annettiin kuumentua eksotermisen lämmönkehityksen kautta refluksointiolosuhteissa ja pidettiin refluksoituvana 30 minuuttia. Sen jälkeen reaktioseos jäähdytettiin 78°C:een ja annettiin reagoida tässä lämpötilassa, kunnes kuplaviskositeetiksi saatiin 80 sekuntia. Sen jälkeen pH säädettiin lisäämällä 18,7 g (0,366 moolia) 90-prosenttista muurahaishappoa. Tämän jälkeen fenolinen resoliliuos jäähdytettiin 65°C:een, lisättiin 42 7 3 4 4 5 190 g Morflex pehmennintä ja liuos jäähdytettiin edelleen 55°C:een. Resoliliuos siirrettiin tämän jälkeen säilytysastiaan ja pidettiin jäähdytettynä käyttöön asti. Saadun resolin Brookfield-viskositeetti oli 7500 senttipoisea 25°C:saa.Phenol formaldehyde resole with a molar ratio of formaldehyde to phenol of 2: 1 was prepared in the laboratory in a 4-liter reactor equipped as in Examples 1 and 3. First, 2550 g of 90% phenol (24.4 moles) was added to the reactor. 1610 g of 91% paraformaldehyde were then added to the reactor. This mixture of phenol and formaldehyde was stirred and heated to 70 ° C. While heating the mixture of phenol and formaldehyde, a 45% KOH solution was prepared. As the temperature rose to 70 ° C, potassium hydroxide from 1/6 solution (7.6 g, 0.061 mol) was added. After 10 minutes, another 1/6 portion of KOH solution was added. The remainder of the potassium hydroxide was added in the same manner and the reaction mixture was allowed to heat through exothermic heat evolution under reflux conditions and kept at reflux for 30 minutes. The reaction mixture was then cooled to 78 ° C and allowed to react at this temperature until a bubble viscosity of 80 seconds was obtained. The pH was then adjusted by the addition of 18.7 g (0.366 mol) of 90% formic acid. The phenolic resole solution was then cooled to 65 ° C, 42 7 3 4 4 5 190 g of Morflex plasticizer was added and the solution was further cooled to 55 ° C. The resole solution was then transferred to a container and kept refrigerated until use. The resulting resole had a Brookfield viscosity of 7,500 centipoise at 25 ° C.

Resoli sisälsi 2,4 % fenolia, 3,2 % formaldehydiä ja 15,8 % vettä. Resolin keskimääräinen (paino) molekyylipaino oli 1055, keskimääräinen (lukumäärä) molekyy1ipaino 534 ja dispersioaste 1,98.The resole contained 2.4% phenol, 3.2% formaldehyde and 15.8% water. Resol had an average (weight) molecular weight of 1055, an average (number) molecular weight of 534 and a degree of dispersion of 1.98.

Esimerkki 7Example 7

Fenoliformaldehydiresoli, jossa formaldehydin moolisuhde fenoliin oli 2:1, valmistettiin laboratoriossa käyttämällä esimerkeissä 1 ja 3 esitettyä laitteistoa ja yleismenettelyä seuraavin poikkeuksin.Phenol formaldehyde resole with a molar ratio of formaldehyde to phenol of 2: 1 was prepared in the laboratory using the equipment and general procedure shown in Examples 1 and 3 with the following exceptions.

4 litran reaktoriin laitettiin ensin 1434 g 90-prosenttista fenolia (13,73 moolia). Sen jälkeen reaktoriin lisättiin 1207 g 91-prosenttista hiutaleista pare formaldehydiä (36,61 moolia). Tätä fenolin ja formaldehydin seosta sekoitettiin ja kuumennettiin 78°C:een. Tällä välin valmistettiin 45-pro-senttinen KOH-liuos ja tästä 45-prosenttisesta KOH-liuoksesta lisättiin 35,53 g (0,285 moolia) 478 g:aan 90-prosenttista fenolia (4,58 moolia) ja tätä ka 1iumhydroksidin ja fenolin seosta sekoitettiin. Sen jälkeen tämä K0H-feno 1i-seos laitettiin lisäyssuppiloon. Kun fenolin ja formaldehydin seoksen lämpötila oli noussut 78°C:een, tämä K0H-fenoli-seos lisättiin tipottain 150 minuutin lisäysjakson aikana. Loput reaktiosta suoritettiin samalla tavoin kuin esimerkissä 3.1434 g of 90% phenol (13.73 moles) were first charged to a 4-liter reactor. Then 1207 g of 91% flakes of parformaldehyde (36.61 moles) were added to the reactor. This mixture of phenol and formaldehyde was stirred and heated to 78 ° C. In the meantime, a 45% KOH solution was prepared, and 35.53 g (0.285 moles) of this 45% KOH solution was added to 478 g of 90% phenol (4.58 moles), and this mixture of potassium hydroxide and phenol was stirred. . This KHH-pheno 1i mixture was then placed in an addition funnel. After the temperature of the mixture of phenol and formaldehyde had risen to 78 ° C, this mixture of KOH-phenol was added dropwise over a period of 150 minutes. The rest of the reaction was carried out in the same manner as in Example 3.

Fenolisen resolin Brookfield-viskositeetti oli 6000 senttipoisea 25°C:ssa. Resoli sisälsi 3,2 K fenolia, 3,2 % formaldehydiä ja 15,1 % vettä. Resolin keskimääräinen (paino) molekyy-lipaino oli 1156, keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino 543 ja dispersioaste 2,13.The phenolic resole had a Brookfield viscosity of 6,000 centipoise at 25 ° C. The resole contained 3.2 K phenol, 3.2% formaldehyde and 15.1% water. Resol had an average (weight) molecular weight of 1156, an average (number) molecular weight of 543 and a dispersion of 2.13.

43 7344543 73445

Esimerkki 8Example 8

Fenoliformaldehydiresolia valmistettiin laboratoriossa esimerkissä 3 esitetyllä paitsi, että formaldehydin moolisuhrle fenoliin oli 1,6:1.Phenol formaldehyde resole was prepared in the laboratory as described in Example 3 except that the molar ratio of formaldehyde to phenol was 1.6: 1.

Saadun fenolisen resolin Brookfield-viskositeetti oli 6.200 25°C:ssa. Resoli sisälsi 1,5 % formaldehydiä, 3,7 % fenolia ja 16 % vettä. Resolin keskimääräinen (paino) molekyy1ipaino oli 1248, keskimääräinen (paino) molekyy1ipaino oli 1248, keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino 532,6 ja dis-persioaste 2,36.The resulting phenolic resole had a Brookfield viscosity of 6,200 at 25 ° C. The resole contained 1.5% formaldehyde, 3.7% phenol and 16% water. Resol had an average (weight) molecular weight of 1248, an average (weight) molecular weight of 1248, an average (number) molecular weight of 532.6, and a dispersion of 2.36.

Esimerkki 9Example 9

Feno1iformaldehydireso1 ia valmistettiin laboratoriossa esimerkissä 3 esitetyllä paitsi, että formaldehydin moolisuhde fenoliin oli 1,6:1.Phenoformaldehyde reso was prepared in the laboratory as described in Example 3 except that the molar ratio of formaldehyde to phenol was 1.6: 1.

Saadun fenolisen resolin Brookfield-viskositeetti oli 6400 25°C:ssa. Resoli sisälsi 6,7 % formaldehydiä, 1,5 % fenolia ja. di8 % vettä. Resolin keskimääräinen (paino) molekyylipaino oli 1030, keskimääräinen (lukumäärä) molekyy1ipaino 561 ja dispersioaste 1,85.The obtained phenolic resole had a Brookfield viscosity of 6400 at 25 ° C. The resole contained 6.7% formaldehyde, 1.5% phenol and. di8% water. Resol had an average (weight) molecular weight of 1030, an average (number) molecular weight of 561 and a dispersion of 1.85.

Esimerkki 10Example 10

Laboratoriossa valmistettiin fenoliformaldehydiresolia noudattamalla menettelyä, joka alkaa US-patenttien 4 176 106 ja 4,176 216 palstan 29 riviltä 15 resolin n:o III yhteydessä. Saatu fenolinen resoli sisälsi 7,3 % formaldehydiä, 5,6 Ä fenolia ja 7,9 % vettä. Resolin keskimääräinen (paino) molekyy1ipaino oli 688, keskimääräinen (lukumäärä) molekyy-lipaino 440 ja dispersioaste 1,56.Phenol formaldehyde resole was prepared in the laboratory following the procedure beginning with line 15 of column 29 of U.S. Patents 4,176,106 and 4,176,216 in connection with resole No. III. The resulting phenolic resole contained 7.3% formaldehyde, 5.6 Å phenol and 7.9% water. Resol had an average (weight) molecular weight of 688, an average (number) molecular weight of 440 and a degree of dispersion of 1.56.

44 7 3 4 4 544 7 3 4 4 5

Esimerkki 11Example 11

Esimerkin 10 mukaisesti valmistettiin fenoliformaldehydi-resolia. Resolin valmistamisen jälkeen vesipitoisuus säädettiin 16 S:iin. Tämän jälkeen resoli kuumennettiin 68 - 70°C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa, kunnes kuplaviskositeetiksi saatiin 80 sekuntia.According to Example 10, phenol-formaldehyde resole was prepared. After preparing the resole, the water content was adjusted to 16 S. The resole was then heated to 68-70 ° C and maintained at this temperature until a bubble viscosity of 80 seconds was obtained.

Saatu resoli sisälsi 5,4 ?i formaldehydiä, 2,3 % fenolia ja 14,8 % vettä. Resolin keskimääräinen (paino) molekyy1ipaino oli 882, keskimääräinen (lukumäärä) molekyy1ipaino 515,8 ja dispersioaste 1.71.The resulting resole contained 5.4 μl of formaldehyde, 2.3% of phenol and 14.8% of water. Resol had an average (weight) molecular weight of 882, an average (number) molecular weight of 515.8 and a degree of dispersion of 1.71.

Esimerkki 12 US-patentin 3,953 645 esimerkin 17 mukaisesti valmistettiin fenolista resolia.Example 12 According to Example 17 of U.S. Patent 3,953,645, phenolic resole was prepared.

Saatu resoli sisälsi 1,9 % formaldehydiä, 8,8 % fenolia ja 10,8 % vettä. Fenolisen resolin keskimääräinen (paino) molekyy1ipaino oli 2295, keskimääräinen (lukumäärä) mole-kyylipaino 590 ja dispersioaste 3,,8§.The resulting resole contained 1.9% formaldehyde, 8.8% phenol and 10.8% water. The average (weight) molecular weight of the phenolic resole was 2295, the average (number) molecular weight was 590 and the degree of dispersion was 3, 8.

Esimerkki 13Example 13

Laboratoriossa valmistettiin fenolista vaahtoa käyttämällä kuvioissa IA ja IB esitettyä laboratoriomuottia. Valmistetun muotin sivuina olivat 1,3 cm paksut alumiinitangot, päällä ja pohjalla oli 0,64 cm paksut alumiinilevyt. Muotin sisämitat olivat 63,5 x 33,0 x 3,1 cm. Muotin mittoja voidaan muuttaa esimerkiksi korvaamalla 3,1 cm sivut 3,8 cm tai 7,6 cm levyisillä tangoilla.In the laboratory, phenolic foam was prepared using the laboratory mold shown in Figures IA and IB. The sides of the mold made were 1.3 cm thick aluminum bars, the top and bottom had 0.64 cm thick aluminum plates. The internal dimensions of the mold were 63.5 x 33.0 x 3.1 cm. The dimensions of the mold can be changed, for example, by replacing the 3.1 cm sides with 3.8 cm or 7.6 cm wide bars.

Muotti päällystettiin muotin irroitusaineella ja esikuumen- nettiin 66°C lämpötilaisessa uunissa. 66-a3teisessa uunissa kuivattiin noin 10 - 15 minuuttia kuivaa aaltopahvipalaa, 45 7 3 4 4 5 jonka koko oli noin 33,0 x 70,1 cm. Muotin ja pahvin ollessa uunissa valmistettiin seuraavalla tavalla fenolisesta hartsista oleva vaahdotettava seos. Ensin sekoitettiin 10 osaa (33,2 g) Freon 11/Freon 113 50/50-painoprosenttista seosta (fluorihii-livety-paisutusaine; trikloorimonofluorimetaani/l,1,2-tri-kloori-1,2,2-trifluorietaani) ja 1 osa (3,3 g) silikoni-pinta-aktiivista ainetta (Union Carbide L-7003) suurinopeuk-sisella ilmasekoi11imel1 a ( 3000 kierr./min. ) . Tämä fluori-hiili vety-pa isut usa ineseo s laitettiin jäähauteeseen ja jäähdytettiin 10,0 - 18,9°C:een. Suurinopeuksisen ilmasekoit-timen avulla sekoitettiin sen jälkeen 76,6 osaa (2,543 g) esimerkissä 1 valmistettua fenolista resolia ja 2,4 osaa (8,0 g) silikoni-pinta-aktiivista ainetta (L-7003). Tämän jälkeen fenolisen resolin ja pinta-aktiivis en aineen esise-koitteen kanssa sekoitettiin fluorihiilivety-paisutusaineen ja pinta-aktiivisen aineen esisekoite. Tämä fenolisen resolin, paisutusaineen ja pinta-aktiivisen aineen seos jäähdytettiin jäähauteessa 10,0 - 12,8°C:een. Tämän jälkeen ruiskuun punnittiin 10 osaa (33,2 g) vedetöntä tolueenisulfonihappo/ ksyleenihappo-seosta (ULTRA-TX-happo, WITC0 Chemical) ja jäähdytettiin 4,4 - 7,2°C:een. Pahvi ja muotti poistettiin uunista. Tämän jälkeen vedetön aryylisulfonihappo-katalyytti sekoitettiin fenolisen resolin, paisutusaineen ja pinta-aktiivisen aineen seoksen kanssa suurella kierrosnopeudella 10 - 15 sekunnin aikana. Tämän jälkeen välittömästi kaadettiin pahvin päälle kuviossa IB esitetyllä s-muotoisella tavalla 210 g valmista, fenolisesta resolista koostuvaa vaahdotettavaa seosta. Pahvi taitettiin vaahdotettavan seoksen yläosan päälle ja laitettiin välittömästi muottiin. Muotti suljettiin, kaikki kiristimet laitettiin paikalleen ja tiukennettiin.The mold was coated with a mold release agent and preheated in a 66 ° C oven. A dry corrugated piece of paper measuring about 33.0 x 70.1 cm was dried in a 66-inch oven for about 10 to 15 minutes. With the mold and cardboard in the oven, a foamable mixture of phenolic resin was prepared as follows. First, 10 parts (33.2 g) of a 50/50 wt% mixture of Freon 11 / Freon 113 (fluorocarbon blowing agent; trichloromonofluoromethane / 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane) and 1 part (3.3 g) of a silicone surfactant (Union Carbide L-7003) with a high speed air mixer (3000 rpm). This fluorocarbon hydrogen mixture was placed in an ice bath and cooled to 10.0-18.9 ° C. Using a high speed air mixer, 76.6 parts (2.543 g) of the phenolic resole prepared in Example 1 and 2.4 parts (8.0 g) of silicone surfactant (L-7003) were then mixed. The phenolic resole and surfactant premix were then mixed with the fluorocarbon blowing agent and surfactant premix. This mixture of phenolic resole, blowing agent and surfactant was cooled in an ice bath to 10.0-12.8 ° C. 10 parts (33.2 g) of anhydrous toluenesulfonic acid / xylene acid mixture (ULTRA-TX acid, WITCO Chemical) were then weighed into a syringe and cooled to 4.4-7.2 ° C. The cardboard and mold were removed from the oven. The anhydrous arylsulfonic acid catalyst was then mixed with a mixture of phenolic resole, blowing agent and surfactant at high speed for 10 to 15 seconds. Immediately afterwards, 210 g of a ready-to-foamable mixture of phenolic resole was poured onto the cardboard in the s-shape shown in Fig. 1B. The cardboard was folded over the top of the mixture to be foamed and immediately placed in a mold. The mold was closed, all tensioners were put in place and tightened.

Sen jälkeen muotti vaahdotettavine seoksineen asetettiin 4 minuutiksi 66°C lämpötilaiseen uuniin. Uunista poistamisen jälkeen vaahto poistettiin muotista ja punnittiin. Vaahdon annettiin seistä 24 tuntia ennenkuin siitä leikattiin näytteet vaahdon ominaisuuksien arvioimiseksi.The mold with foamable mixtures was then placed in a 66 ° C oven for 4 minutes. After removal from the oven, the foam was removed from the mold and weighed. The foam was allowed to stand for 24 hours before samples were cut to evaluate the properties of the foam.

Kovetettu vaahto sisälsi 100-prosenttisesti umpisoluja 46 7 3 4 4 5 mitattuna ilmapyknometrilla ASTM-testin D-2856-70 mukaisesti. Sen tiheys oli noin 52 kg/m^. Vaahdon k-alkuarvo oli ennen tasapainoittumista 0,135. Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty kuviossa 6. Tämä SEM osoittaa, että vaahdon soluseinämissä ei oleellisesti ole puhkeamia eikä aukkoja ja että soluseinämät ovat paksuja.The cured foam contained 100% closed cells 46 7 3 4 4 5 as measured by an air pycnometer according to ASTM test D-2856-70. Its density was about 52 kg / m 2. The initial k-value of the foam before equilibration was 0.135. The SEM image of this foam is shown in Figure 6. This SEM indicates that the cell walls of the foam are substantially free of perforations and openings and that the cell walls are thick.

Vaahdon k-arvot vanhentumisen aikana on esitetty taulukossa I. Myös ne osoittavat, että fenolinen vaahto vangitsi paisutus-aineen ja pidätti sen ja että soluseinämät ovat siten paksuja eivätkä oleellisesti sisällä aukkoja tai puhkeamia.The k-values of the foam during aging are shown in Table I. They also show that the phenolic foam trapped and retained the blowing agent and that the cell walls are thus thick and substantially free of openings or perforations.

Taulukko ITable I

Vanhentamisaika k-arvo 10 päivää 0,123 30 päivää 0,122 90 päivää 0,113 120 päivää 0,113 280 päivää 0,118Expiration time k-value 10 days 0.123 30 days 0.122 90 days 0.113 120 days 0.113 280 days 0.118

Esimerkki 14Example 14

Valmistettiin fenolista resoli-syöttöseosta sekoitamalla 74,6 osaa esimerkissä 2 valmistettua fenolista resolia ja 2,4 osaa L-7003 silikoni-pinta-aktiivista ainetta.A phenolic resole feed mixture was prepared by mixing 74.6 parts of the phenolic resole prepared in Example 2 and 2.4 parts of L-7003 silicone surfactant.

Katalyyttinä käytettiin vedetöntä tolueenisulfonihappo/ ksyleenisulfonihappoa (ULTRA-TX-katalyytti, WITC0 Chemical).Anhydrous toluenesulfonic acid / xylenesulfonic acid (ULTRA-TX catalyst, WITCO Chemical) was used as the catalyst.

Fenolinen resoli-syöttöseos, katalyytti ja fluorihiilivety-paisutusaine-syöttöseos, joka sisälsi 6 osaa 1,1,2-trikloori- 1,2,2-trifluorietaania, 6 osaa trikloorimonofluorimetaania ja 1 osa L-7003 silikoni-pinta-aktiivista ainetta, syötettiin erikseen kuviossa 2 kaaviollisesti esitetyn fenolisen vaahdon valmistuskoneen jakelulaitteeseen ja sekoitettiin siellä.A phenolic resole feed mixture, a catalyst and a fluorocarbon blowing agent feed mixture containing 6 parts of 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane, 6 parts of trichloromonofluoromethane and 1 part of L-7003 silicone surfactant were fed separately to the dispenser of the phenolic foam making machine schematically shown in Fig. 2 and mixed there.

47 7344547 73445

Fenolisen resolin syöttöseos, katalyytti ja paisutusaineen syöttöseos pidettiin ennen jakelulaittessa sekoittamista vastaavasti lämpötila-alueilla 9,4 - 12,2°C, 0,5 - 2,8°C ja -3 - 1,1°C.The phenolic resole feed mixture, catalyst, and blowing agent feed mixture were maintained in the temperature ranges of 9.4 to 12.2 ° C, 0.5 to 2.8 ° C, and -3 to 1.1 ° C, respectively, prior to mixing in the dispenser.

Vaahdotettavaa seosta levitettiin noin 30°C lämpötilassa jatkuvatoimisesti 6 tunnin ajan alumiinipäällysteisen pahvin, jota alempi kuljetin siirsi, alaspäin olevalle arkille.The foamable mixture was applied continuously at a temperature of about 30 ° C for 6 hours to a downward sheet of aluminum-coated paperboard carried by a lower conveyor.

Samasta materiaalista oleva ylöspäin oleva arkki ja poly-etyleeniset sivupaperit syötettiin koneeseen juuri ennen kovetustilaa, kuten on esitetty kuvioissa 2 ja 3.An upward sheet of the same material and polyethylene side papers were fed into the machine just before the curing space, as shown in Figures 2 and 3.

Resolisyötön, katalyytin ja paisutusaineen syötön suhteelliset määrät vaahdotettavassa seoksessa määritettiin kahdeksan kertaa mainitun 6 tunnin aikana. Tulokset on ilmoitettu seuraavassa taulukossa.The relative amounts of resole feed, catalyst and blowing agent feed in the foamable mixture were determined eight times during said 6 hours. The results are reported in the following table.

Taulukko IITable II

Ajan- Kulunut ko- Resolin syöt- Katalyyt- Paisutusaineen kohta konaisaika töseos, osia ti, osia syöttöseos, osia 1. - 15 min. 76 12,8 11,2 2. 45 min. 76 13,0 11,0 3. 61 min. 76 13,0 11,0 4. 101 min. 76 13,8 10,2 5. 170 min. 76 13,6 10,4 6. 255 min. 76 13,8 10,2 7. 315 min. 76 13,8 10,2 8. 360 min. 76 13,8 10,2Time- Elapsed- Resole feed- Catalyst- Blowing agent point total time working mixture, parts ti, parts feed mixture, parts 1. - 15 min. 76 12.8 11.2 2. 45 min. 76 13.0 11.0 3. 61 min. 76 13.0 11.0 4. 101 min. 76 13.8 10.2 5. 170 min. 76 13.6 10.4 6. 255 min. 76 13.8 10.2 7. 315 min. 76 13.8 10.2 8. 360 min. 76 13.8 10.2

Vaahdotettava seos levitettiin alaspäin olevalle materiaalille ja kuljettimen nopeus säädettiin siten, että vaahdon laajennettua niin, että se täytti oleellisesti kovettamistilan, paisuminen edelleen estyi ja paisutustilaan muodostui painetta.The mixture to be foamed was applied to the downward material and the speed of the conveyor was adjusted so that when the foam was expanded to substantially fill the curing space, further expansion was prevented and pressure was built up in the expansion space.

Painemittaus, joka suoritettiin paisutustilassa noin joka 48 73445 30. minuutti ajon aikana noin 3/4 etäisyydellä kovetustilan sisääntuloaukosta, osoitti vaahdon kehittämän monometripaineen 2 olevan ontelossa 0,28 - 0,49 kp/cm . Vaahdon lämpötila juuri kovettumistilasta poistumisen jälkeen otettiin neljä kertaa ajon aikana. Ne olivat välillä 72 - 82°C.A pressure measurement performed in the expansion space about every 48,734,45 minutes during the run at a distance of about 3/4 from the inlet of the curing space showed that the monometer pressure 2 generated by the foam was in the cavity 0.28 to 0.49 kp / cm. The temperature of the foam just after leaving the curing space was taken four times during the run. They ranged from 72 to 82 ° C.

Vaahtotuotteista otettiin näytteet joka tunti. Taulukossa III on esitetty vaahtonäytteiden k-alkuarvot, k-arvot vanhentamisen jälkeen ja ytimen tiheydet. Kuvio 7 on SEM-kuva (scanning electron photomicrograph) tässä esimerkissä valmistetusta fenolisesta vaahdosta. SEM-kuva osoittaa selvästi, että soluseinämissä ei oleellisesti ole halkeamia, puhkeamia eikä aukkoja. Myös taulukon III k-arvot ovat tästä osoituksena.The foam products were sampled every hour. Table III shows the initial k-values, k-values after aging, and core densities of the foam samples. Figure 7 is a SEM (scanning Electron photomicrograph) image of the phenolic foam prepared in this example. The SEM image clearly shows that there are essentially no cracks, punctures or openings in the cell walls. The k-values in Table III are also an indication of this.

Taulukko IIITable III

Näyte n:o k-alkuarvo "k" 45 päivän Ytimen tiheys _ _ kuluttua (kq/nr )_ 1 0,161 0,118 42,33 2 0,158 0,114 41,54 3 0,164 0,115 45,08 4 0,160 0,114 41,0 5 0,171 0,115 46,0 6 0,168 0,121 44,2 Näyte n:o 1 testattiin yhden vuoden kuluttua. Sen k-arvon havaittiin olevan yhä 0,118.Sample No. k initial value "k" at 45 days Core density _ _ after (kq / nr) _ 1 0.161 0.118 42.33 2 0.158 0.114 41.54 3 0.164 0.115 45.08 4 0.160 0.114 41.0 5 0.171 0.115 46.0 6 0.168 0.121 44.2 Sample No. 1 was tested after one year. Its k-value was found to still be 0.118.

Esimerkki 15Example 15

Laboratoriossa valmistettiin fenolista vaahtoa 0,5 litran (pint) tinapurkissa seuraavalla tavalla.In the laboratory, phenolic foam was prepared in a 0.5 liter (pint) tin can as follows.

Ensiksi sekoitettiinlO osaa (33,2 g) Freon 11/Freon 113 50/50-painoprosenttista seosta (fluorihiilivety-paisutusaine; trikloorimonofluorimetaani/l,l,2-trikloori-l,2,2-tri- 49 7 3 4 4 5 fluorietaani) ja yksi osa (3,3 g) silikoni-pinta-aktiivista ainetta (Union Carbide L-7003) suurinopeuksisella ilmasekoit-timella (300 kierr./min.), Tämä fluorivety-paisutusaine-seos laitettiin jäähauteeseen ja jäähdytettiin 10,0 - 12,8°C:een.First, 10 parts (33.2 g) of a 50/50 wt% mixture of Freon 11 / Freon 113 (fluorocarbon blowing agent; trichloromonofluoromethane / 1,1,2-trichloro-1,2,2-trichloroethane) were mixed. ) and one part (3.3 g) of silicone surfactant (Union Carbide L-7003) with a high speed air mixer (300 rpm). This hydrogen fluoride blowing agent mixture was placed in an ice bath and cooled to 10.0 ° C. 12.8 ° C.

Sen jälkeen suurinopeuksisella ilmasekoi11ime 11a sekoitettiin tinapurkissa 221 g esimerkissä 1 valmistettua fenolista resolia ja 2,4 osaa (8,0 g) L-7003 silikoni-pinta-aktiivista ainetta. Tämän jälkeen fluorihii1ivety-paisutusaineen ja pinta-aktiivisen aineen esisekoite sekoitettiin fenolisen resolin ja pinta-aktiivisen aineen esisekoitteen kanssa.Subsequently, 221 g of the phenolic resole prepared in Example 1 and 2.4 parts (8.0 g) of L-7003 silicone surfactant were mixed in a tin can with a high-speed air mixer 11a. The premix of fluorocarbon blowing agent and surfactant was then mixed with the phenolic resole and surfactant premix.

Tämä fenolisen resolin, paisutusaineen ja pinta-aktiivisen aineen seos jäähdytettiin jäähauteella 10,0 - 12,8°C:een.This mixture of phenolic resole, blowing agent and surfactant was cooled in an ice bath to 10.0-12.8 ° C.

Sen jälkeen dekantterilasiin punnittiin 66 g fenolisulfonihapon ja metaanisulfonihapon katalyyttiseosta painosuhteessa 5/3, joka sisälsi 33 % vettä ja jäähdytettiin 4,4 - 7,2°C:een. Happokatalyytti sekoitettiin sen jälkeen purkkiin yhdessä fenolisen resolin, paisutusaineen ja pinta-aktiivisen aineen seoksen kanssa suurella sekoitusnopeudella 10 - 15 minuutin aikana. Purkki sisältämine vaahdotettavine seoksineen asetettiin 4 minuutiksi 66°C lämpötilaiseen uuniin. Uunista poistamisen jälkeen vaahdon annettiin seistä 24 tuntia ennenkuin siitä leikattiin näytteet vaahdon ominaisuuksien arvioimiseksi.66 g of a 5/3 by weight mixture of phenolsulfonic acid and methanesulfonic acid containing 33% of water were then weighed into a beaker and cooled to 4.4-7.2 ° C. The acid catalyst was then mixed in a jar together with a mixture of phenolic resole, blowing agent and surfactant at high stirring speed for 10-15 minutes. The jar with the foamable mixtures contained therein was placed in an oven at 66 ° C for 4 minutes. After removal from the oven, the foam was allowed to stand for 24 hours before samples were cut to evaluate the properties of the foam.

Tämän esimerkin vaahto on esitetty kuviossa 8. SEM-kuva osoittaa selvästi, että suurin osa soluseinämistä on puhjennut ja että ne sisältävät monia aukkoja. SEM-kuva osoittaa selvästi, kuinka toivottavaa on valmistaa fenolinen vaahto oleellisesti suljetussa muotissa, joka kestää vaahtoavan seoksen muodostaman paineen, koska suurin osa vaahdon solu-seinämistä on puhjennut. Vaahdon k-alkuarvo oli noin 0,22, mikä myös osoittaa soluseinämien puhjenneen ja/tai sisältävän aukkoja, koska vaahtoon ei ollut jäänyt lainkaan fluori-hiilivetyä .The foam of this example is shown in Figure 8. The SEM image clearly shows that most of the cell walls have ruptured and that they contain many openings. The SEM image clearly shows how desirable it is to produce a phenolic foam in a substantially closed mold that can withstand the pressure created by the foamable mixture because most of the cell walls of the foam have ruptured. The initial k-value of the foam was about 0.22, which also indicates that the cell walls had ruptured and / or contained openings because no fluorocarbon was left in the foam.

Esimerkki 16Example 16

Laboratoriossa valmistettiin fenolista vaahtoa käyttämällä kuvioissa IA ja IB esitettyä laboratoriomuottia. Valmistetun so 73445 muotin sivuina oli 1,3 cm paksut alumiinitangot ja pääli-ja alalevyina 0,64 cm paksut alumiinilevyt. Sen sisämitat olivat 63,5 x 33,0 x 3,1 cm.In the laboratory, phenolic foam was prepared using the laboratory mold shown in Figures IA and IB. The so-called 73445 mold had 1.3 cm thick aluminum bars on the sides and 0.64 cm thick aluminum plates on the top and bottom plates. Its internal dimensions were 63.5 x 33.0 x 3.1 cm.

Muotti päällystettiin muotin irrottamisaineella ja esikuumen-nettiin 66°C lämpötalaisessa uunissa. 66-asteisessa uunissa kuivattiin noin 10 - 15 minuutin ajan kuivaa aa 1topahvipalaa, jonka koko oli noin 33,0 x 71,1 cm. Muotin ja pahvin ollessa yhä uunissa valmistettiin seuraavalla tavalla vaahdotettava seos fenolisesta hartsista. Ensin sekoitettiin 10 osaa (33,2 g) Freon 11/Freon 113 50/50-painoprosenttista seosta (fluorihiilivety-paisutusaine; trikloorimonofluorimetaani /l,l,2-trikloori-l,2,2-trifluorietaani) ja yksi osa (3,3 g) si 1 ikoni-pinta-aktiivista ainetta (Union Carbide L-5340) suurinopeuksisella ilmasekoi11ime 1la ( 300 kierr./min. ) .The mold was coated with a mold release agent and preheated in a 66 ° C oven. A dry piece of cardboard measuring approximately 33.0 x 71.1 cm was dried in a 66 degree oven for about 10 to 15 minutes. With the mold and cardboard still in the oven, a foamable mixture of phenolic resin was prepared as follows. First, 10 parts (33.2 g) of a 50/50 wt% mixture of Freon 11 / Freon 113 (fluorocarbon blowing agent; trichloromonofluoromethane / 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane) and one part (3, 3 g) si iconic surfactant (Union Carbide L-5340) at high speed with air mixing (300 rpm).

Tämä fluorihiilivety-paisutusaine-seos laitettiin jäähauteeseen ja jäähdytettiin 10,0 - 18,9°C:een. Sen jälkeen sekoitettiin suurinopeuksisella ilmasekoittimella 71,6 osaa (237,8 g) esimerkissä 3 valmistettua fenolista resolia ja 2,4 osaa (8,0 g) L-5340 silikoni-pinta-aktiivista ainetta ja 3 osaa (10 g) ureaa. Tämän jälkeen fenolisen resolin ja pinta-aktiivisen esisekoitteen kanssa sekoitettiin fluorihiilivety-paisutusaine ja pinta-aktiivisen aineen esisekoite.This fluorocarbon-blowing agent mixture was placed in an ice bath and cooled to 10.0-18.9 ° C. 71.6 parts (237.8 g) of the phenolic resole prepared in Example 3 and 2.4 parts (8.0 g) of L-5340 silicone surfactant and 3 parts (10 g) of urea were then mixed with a high-speed air mixer. The fluorocarbon blowing agent and the surfactant premix were then mixed with the phenolic resole and the surfactant premix.

Tämä fenolisen resolin, paisutusaineen ja pinta-aktiivisen aineen seos jäähdytettiin jäähauteella 10,0 - 12,8°C:een.This mixture of phenolic resole, blowing agent and surfactant was cooled in an ice bath to 10.0-12.8 ° C.

Sen jälkeen ruiskuun punnittiin 12 osaa (39,8 g) vedetöntä aryylisulfonihappoa, joka sisälsi 65 painoprosenttia toluee-nisulfonihappoa ja 35 painoprosenttia ksyleenisulfonihappoa, ja jäähdytettiin 4,4 - 7,2°C:een. Pahvi ja muotti poistettiin uunista. Vedetön tolueenisulfonihappo/ksyleenisulfonihapposeos sekoitettiin sen jälkeen fenolisen resolin, paisutusaineen ja pinta-aktiivisen aineen seoksen kanssa suurella nopeudella 10 - 15 sekunnin ajan. Kuviossa IB esitetyllä s-muotoisella tavalla pahvin päälle kaadettiin välittömästi 210 g valmista, fenolisesta resolista muodostuvaa vaahdotettavaa seosta.Then, 12 parts (39.8 g) of anhydrous arylsulfonic acid containing 65% by weight of toluenesulfonic acid and 35% by weight of xylenesulfonic acid were weighed into the syringe and cooled to 4.4 to 7.2 ° C. The cardboard and mold were removed from the oven. The anhydrous toluenesulfonic acid / xylenesulfonic acid mixture was then mixed with a mixture of phenolic resole, blowing agent and surfactant at high speed for 10 to 15 seconds. As shown in Fig. 1B, 210 g of a ready-made foamable mixture of phenolic resole was immediately poured onto the cardboard.

Pahvi taitettiin vaahdotettavan seoksen päälle ja laitettiin välittömästi muottiin. Muotti suljettiin ja kaikki puristimet 51 73445 asetettiin paikalleen ja kiristettiin. Muotti vaahdotettavine seokaineen asetettiin 4 minuutiksi 66°C lämpötilaiseen uuniin. Uunista poistamisen jälkeen vaahto poistettiin muotista ja punnittiin. Vaahdon annettiin seistä 24 tuntia ennenkuin siitä leikattiin näytteet vaahdon ominaisuuksien määrittämiseksi.The cardboard was folded over the foamable mixture and immediately placed in a mold. The mold was closed and all clamps 51 73445 were placed in place and tightened. The mold with the foamable mixture was placed in a 66 ° C oven for 4 minutes. After removal from the oven, the foam was removed from the mold and weighed. The foam was allowed to stand for 24 hours before samples were cut to determine the properties of the foam.

Kovetettu vaahto sisälsi 100-prosenttisesti umpisoluja mitattuna ilmapyknometri11a ASTM-testin D-2856-70 mukaisesti. Sen tiheys oli noin 52 Vq/rr?. Vaahdon k-alkuarvo oli 0,14 ennen tasapainoi11ami sta, Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty kuviossa 9.The cured foam contained 100% closed cells as measured by an air pycnometer according to ASTM test D-2856-70. Its density was about 52 Vq / rr ?. The initial k-value of the foam was 0.14 before equilibration. The SEM image of this foam is shown in Figure 9.

SEM-kuva osoittaa selvästi, että soluseinämät ovat paksuja eivätkä ne sisällä aukkoja ja puhkeamia. Tästä osoituksena ovat myös k-arvot, jotka myös osoittavat fluorihiilivety-paisutusaineen jääneen soluihin.The SEM image clearly shows that the cell walls are thick and do not contain gaps and perforations. This is also evidenced by the k-values, which also indicate that the fluorocarbon blowing agent has remained in the cells.

Seuraavassa taulukossa on annettu vaahdon k-arvot vanhetet-taessa.The following table gives the k-values of the foam as it ages.

Vanehtamisaika k-arvo 10 päivää 0,117 30päivää 0,117 60 päivää 0,116 90 päivää 0,114 150 päivää 0,117Maturation time k-value 10 days 0.117 30 days 0.117 60 days 0.116 90 days 0.114 150 days 0.117

Esimerkki 17Example 17

Esimerkissä 16 esitetyllä tavalla valmistettiin fenolista vaahtoa paitsi, että käytetty fenolinen resoli oli esimerkissä 43 valmistettu fenolinen resoli.A phenolic foam was prepared as described in Example 16 except that the phenolic resole used was the phenolic resole prepared in Example 43.

Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty kuviossa 10. SEM-kuva osoittaa, että soluseinämät ovat paksuja eivätkä sisällä 52 - 73445 aukkoja. Tämän vaahdon k-alkuarvo oli 0,120.The SEM image of this foam is shown in Figure 10. The SEM image shows that the cell walls are thick and do not contain 52 to 73445 openings. The initial k-value of this foam was 0.120.

Esimerkki 18Example 18

Esimerkissä 16 esitetyllä tavalla valmistettiin fenolista vaahtoa paitsi, että käytetty fenolinen resoli oli esimerkin 5 fenolinen resoli.A phenolic foam was prepared as described in Example 16 except that the phenolic resole used was the phenolic resole of Example 5.

Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty kuviossa 11. SEM-kuva osoittaa, että monet soluseinämät ovat puhjenneet ja eräät soluseinämät ovat ohuita ja haljenneita. Tämä esimerkki havainnollistaa, kuinka välttämätöntä on, että resolilla on tämän keksinnön mukaiset molekyy1ipaino-ominaisuudet.The SEM image of this foam is shown in Figure 11. The SEM image shows that many cell walls have ruptured and some cell walls are thin and cracked. This example illustrates how necessary it is for the resol to have the molecular weight properties of this invention.

Tämän vaahdon k-alkuarvo oli 0,22.The initial k-value of this foam was 0.22.

Esimerkki 19Example 19

Esimerkin 16 mukaisella tavalla valmistettiin fenolista vaahtoa paitsi, että käytetty fenolinen resoli oli esimerkin 6 fenolinen resoli.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 16 except that the phenolic resole used was the phenolic resole of Example 6.

Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty kuviossa 12. SEM-kuva osoittaa, että soluseinämissä ei oleellisesti ole halkeamia, puhkeamia eikä aukkoja. Vaahdon k-alkuarvo oli 0,138 ja 90 päivän jälkeen k-arvo oli 0,138.The SEM image of this foam is shown in Figure 12. The SEM image shows that there are essentially no cracks, punctures or openings in the cell walls. The initial k-value of the foam was 0.138 and after 90 days the k-value was 0.138.

Esimerkki 20Example 20

Esimerkin 16 mukaisella tavalla valmistettiin fenolista vaahtoa paitsi, että käytetty fenolinen resoli oli esimerkin 7 mukainen fenolinen resoli.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 16 except that the phenolic resole used was the phenolic resole of Example 7.

Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty kuviossa 13. SEM-kuva osoittaa, että soluseinämät eivät oleellisesti sisällä halkeamia, puhkeamia eikä aukkoja. Vaahdon k-arvo 180 päivän kuluttua oli 0,118, mikä selvästi osoittaa vaahdon vanginneen 53 7 3 4 4 5 paisutusaineen.The SEM image of this foam is shown in Figure 13. The SEM image shows that the cell walls are substantially free of cracks, punctures and openings. The k-value of the foam after 180 days was 0.118, which clearly indicates that the foam has trapped 53 7 3 4 4 5 blowing agent.

Esimerkki 21Example 21

Esimerkin 16 mukaisella tavalla valmistettiin fenolista vaahtoa paitsi, että käytetty fenolinen resoli oli esimerkin 8 fenolinen resoli.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 16 except that the phenolic resole used was the phenolic resole of Example 8.

Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty kuviossa 14. SEM-kuva osoittaa, että monet soluseinamöt ovat puhjenneet tai ovat ohuita ja haljenneita. Vaahdon k-alkuarvo oli 0,22.The SEM image of this foam is shown in Figure 14. The SEM image shows that many cell walls have ruptured or are thin and cracked. The initial k-value of the foam was 0.22.

Esimerkki 22Example 22

Esimerkin 16 mukaisella tavalla valmistettiin fenolista vaahtoa paitsi, että käytetty fenolinen resoli oli esimerkin 9 fenolinen resoli.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 16 except that the phenolic resole used was the phenolic resole of Example 9.

Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty kuviossa 15. SEM-kuva osoittaa, että monet soluseinömta ovat puhjenneet. Vaahdon k-alkuarvo oli 0,206 ja k-arvo 30 päivän kuluttua 0,224.The SEM image of this foam is shown in Figure 15. The SEM image shows that many cell walls have ruptured. The initial k-value of the foam was 0.206 and the k-value after 30 days was 0.224.

Esimerkki 23Example 23

Esimerkin 16 mukaisella tavalla valmistettiin fenolista vaahtoa paitsi, että käytetty fenolinen resoli oli esimerkin 10 fenolinen resoli.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 16 except that the phenolic resole used was the phenolic resole of Example 10.

Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty kuviossa 16. SEM-kuva osoittaa, että monet soluseinämät ovat puhjenneet, vaikkakin vaahtoaminen suoritettiin suljetussa muotissa, joka kesti korkeita paineita. Tämä osoittaa, että molekyylipainojen ja dispergoitavuuden on oltava halutunlaisia, jotta voitaisiin saada fenolista vaahtoa, joka ei sisällä puhjenneita solusei-nämiä. Vaahdon k-alkuarvo oli 0,22.The SEM image of this foam is shown in Figure 16. The SEM image shows that many cell walls have ruptured, although foaming was performed in a closed mold that withstood high pressures. This indicates that the molecular weights and dispersibility must be as desired in order to obtain a phenolic foam that does not contain ruptured cell walls. The initial k-value of the foam was 0.22.

54 7 34 4 554 7 34 4 5

Esimerkki 24Example 24

Esimerkin 16 mukaisella tavalla valmistettiin fenolista vaahtoa paitsi, että käytetty fenolinen resoli oli esimerkin 11 fenolinen resoli.A phenolic foam was prepared in the same manner as in Example 16 except that the phenolic resole used was the phenolic resole of Example 11.

Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty kuviossa 17. SEM-kuva osoittaa, että, soluseinämät eivät oleellisesti sisällä halkeamia, puhkeamia eikä aukkoja. Vaahdon k-alkuarvo oli 0,127 ja k-arvo 30 päivän kuluttua 0,118. Tämä esimerkki havainnollistaa, että resolin valmistusmenetelmä ei ole tärkeä niin kauan kuin saadaan vaaditut molekyylipainot ja disper-goitavuus.The SEM image of this foam is shown in Figure 17. The SEM image shows that the cell walls are substantially free of cracks, punctures and openings. The initial k-value of the foam was 0.127 and the k-value after 30 days was 0.118. This example illustrates that the method of making the resole is not important as long as the required molecular weights and dispersibility are obtained.

Esimerkki 25Example 25

Esimerkin 16 mukaisella menetelmällä valmistetiin fenolista vaahtoa paitsi, että käytetty fenolinen resoli oli esimerkin 12 fenolinen resoli.A phenolic foam was prepared by the method of Example 16 except that the phenolic resole used was the phenolic resole of Example 12.

Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty kuviossa 18. SEM-kuva osoittaa, että suuri osa soluseinistä on puhjennut. Vaahdon k-alkuarvo oli 0,250. Tämä esimerkki osoittaa, kuinka tärkeää on käyttää pääasiassa fenolia fenolisen resolin valmistuksessa.The SEM image of this foam is shown in Figure 18. The SEM image shows that a large portion of the cell walls have ruptured. The initial k-value of the foam was 0.250. This example shows how important it is to use mainly phenol in the preparation of phenolic resole.

Esimerkki 26Example 26

Esimerkin 2 mukaisella tavalla valmistettiin fenolista resolia paitsi, että reaktio pysäytettiin, kun kuplaviskositeetiksi saatiin 80 sekuntia. Tämä resoli sisälsi 15,1 % vettä, 3,1 % formaldehydiä ja 3,2 % fenolia. Tämä resolin keskimääräinen (paino) molekyy1ipaino oli 1504, keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino 591 ja dispergoitavuus 2,55.Phenolic resole was prepared in the same manner as in Example 2 except that the reaction was stopped when the bubble viscosity was obtained for 80 seconds. This resole contained 15.1% water, 3.1% formaldehyde and 3.2% phenol. This resole had an average (weight) molecular weight of 1504, an average (number) molecular weight of 591 and a dispersibility of 2.55.

Tästä resolista valmistettiin vaahtoa noudattamalla esimerkin 16 mukaista menettelyä.A foam was prepared from this resole following the procedure of Example 16.

55 7 3 4 4 5 Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty kuviossa 19. SEM-kuva osoittaa, että soluseinämät eivät sisällä halkeamia, puhkeamia eikä aukkoja. Tämä esimerkki osoittaa, että parhaana pidettyjen resolien käyttö on toivottavaa. Tämän vaahdon k-alkuarvo oli 0,121.55 7 3 4 4 5 The SEM image of this foam is shown in Figure 19. The SEM image shows that the cell walls do not contain cracks, punctures or openings. This example shows that the use of preferred resoles is desirable. The initial k-value of this foam was 0.121.

Esimerkki 27Example 27

Laboratoriossa valmistettiin fenolista vaahtoa käyttämällä kuvioissa IA ja IB esitettyä laboratoriomuottia. Valmistetun muotin sivuina olivat 1,3 cm paksut a lumi initangot ja pääli-ja alasivuina 0,64 cm paksut alumi ini1 evyt. Muotin sisämitat olivat 63,5 x 33,0 x 3,1 cm. Tässä esimerkissä käytetty fenolinen resoli oli kaupallisesti Georgia Pacif ie-vhtiÖltä saatavissa oleva fenolinen resoli nimeltä GP-X - 2014/945.In the laboratory, phenolic foam was prepared using the laboratory mold shown in Figures IA and IB. The sides of the mold made were 1.3 cm thick a snow initangos and the top and bottom sides were 0.64 cm thick aluminum ini1. The internal dimensions of the mold were 63.5 x 33.0 x 3.1 cm. The phenolic resole used in this example was a phenolic resole commercially available from Georgia Pacif ie called GP-X - 2014/945.

Tämän saadun resolin vesipitoisuus oli 7 painoprosenttia.The water content of this obtained resole was 7% by weight.

Lisäksi lisättiin 5 painoprosenttia vettä, jotta resolin vesipitoisuudeksi saataisiin 12 painoprosenttia. Tämän hartsin keskimääräinen (paino) molekyy1ipaino oli 674, keskimääräinen (lukumäärä) molekyy1ipaino 398,5 ja dispergoitavuus 1,69.In addition, 5% by weight of water was added to give a resole water content of 12% by weight. This resin had an average (weight) molecular weight of 674, an average (number) molecular weight of 398.5 and a dispersibility of 1.69.

Muotti päällystettiin muotin irroittamisaineella ja esikuu-mennettiin 66°C lämpötilaisessa uunissa. 66-asteisessa uunissa kuivattiin noin 10 - 15 minuutin aikana kuiva aaltopahvipala, jonka koko oli noin 33,0 x 71,1 cm. Muotin ja pahvin ollessa yhä uunissa valmistettiin seuraavalla tavalla fenolista hartsista muodostuva vaahdotettava seos. Ensin sekoitettiin 10 osaa (33,2 g) Freon 11/Freon 113 50/50-painoprosenttista seosta (fluorihii1ivety-paisutusaine; trikloorimonofluori-metaani/i,1,2-trikloori-l,2,2-trifluorietaani) ja 1 osa (3,3 g) silikoni-pinta-aktiivista ainetta (Union Carbide L-7003) suurinopeuksisella ilmasekoi11imel1 a (3000 kierr./min.). Tämä fluorihiilivety-paisutusaine-seos laitettiin jäähauteeseen ja Jäähdytettiin 10,0 - 12,8°C:een. Sen jälkeen suurinopeuksisella ilmasekoittimellä sekoitettiin keskenään 77,6 osaa (254,3 g) fenolista resolia ja 2,4 osaa (8,0 g) L-7003 silikoni-pinta-aktiivista ainetta. Tämän jälkeen fenolisen resolin ja pinta-aktiivisen aineen esisekoitteen kanssa 56 : 7 3 4 4 5 sekoitettiin fluorihiilivety-paisutusaineen ja pinta-aktiivi sen aineen esisekoite. Tämä fenolisen resolin, paisutusaineen ja pinta-aktiivisen aineen seos jäähdytettiin jäähauteessa 10,0 - 12,8°C:een. Sen jälkeen ruiskuun punnittiin 10 osaa vedetöntä tolueenisulfonihapon ja ksyleenisulfonihapon seosta (ULTRA-TX happo, WITC0 Chemical) ja jäähdytettiin 4,4 - 7,2°C:een. Pahvi ja muotti poistettiin uunista. Vedetön aryylisulfcnihappo-katalyytti sekoitettiin sen jälkeen suurella nopeudella 10 - 15 sekunnin aikana fenolisen resolin, paisutusaineen ja pinta-aktiivisen aineen seoksen kanssa.The mold was coated with a mold release agent and preheated in a 66 ° C oven. In a 66 degree oven, a dry piece of corrugated cardboard measuring approximately 33.0 x 71.1 cm was dried in about 10 to 15 minutes. While the mold and cardboard were still in the oven, a foamable mixture of phenolic resin was prepared as follows. First, 10 parts (33.2 g) of a 50/50 wt% mixture of Freon 11 / Freon 113 (fluorocarbon blowing agent; trichloromonofluoromethane / 1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane) and 1 part ( 3.3 g) silicone surfactant (Union Carbide L-7003) with a high speed air mixer (3000 rpm). This fluorocarbon-blowing agent mixture was placed in an ice bath and cooled to 10.0-12.8 ° C. 77.6 parts (254.3 g) of phenolic resole and 2.4 parts (8.0 g) of L-7003 silicone surfactant were then mixed together with a high-speed air mixer. A premix of phenolic resole and surfactant 56: 7 3 4 4 5 was then mixed with the fluorocarbon blowing agent and surfactant. This mixture of phenolic resole, blowing agent and surfactant was cooled in an ice bath to 10.0-12.8 ° C. 10 parts of an anhydrous mixture of toluenesulfonic acid and xylenesulfonic acid (ULTRA-TX acid, WITCO Chemical) were then weighed into the syringe and cooled to 4.4-7.2 ° C. The cardboard and mold were removed from the oven. The anhydrous arylsulfonic acid catalyst was then stirred at high speed for 10 to 15 seconds with a mixture of phenolic resole, blowing agent and surfactant.

Tämän jälkeen kuviossa IB esitetyllä s-muotoi se1la tavalla pahvin päälle kaadettiin välittömästi 210 g valmista, fenoli-sesta resolista muodostuvaa vaahdotettavaa seosta. Pahvi taitettiin vaahdotettavan seoksen yli ja laitettiin välittömästi muottiin. Muotti suljettiin, kaikki puristimet laitettiin paikalleen ja kiristettiin. Muotti vaahdotettavine seoksineen asetettiin 4 minuutiksi 66°C lämpötilaiseen uuniin. Uunista poistamisen jälkeen vaahto poistettiin muotista ja punnittiin. Vaahdon annettiin seistä 24 tuntia ennenkuin siitä leikattiin näytteet vaahdon ominaisuuksien arvioimiseksi. Tämän vaahdon k-arvo oli 0,22. Tämän fenolisen vaahdon SEM-kuva (scannin electron photomicrograph) on esitetty kuviossa 20. SEM-kuva osoittaa, että vaahdossa on soluseinämiä, joissa oleellisesti ei ole aukkoja. SEM-kuva osoittaa kuitenkin myös, että monet solus ei nämistä ovat puhjenneet tai ovat. hyvin ohuita ja sisältävät halkeamia.Thereafter, 210 g of the finished foamable mixture of phenolic resole was immediately poured onto the cardboard in the s-shaped manner shown in Fig. 1B. The cardboard was folded over the foamable mixture and immediately placed in a mold. The mold was closed, all clamps were put in place and tightened. The mold with foamable mixtures was placed in a 66 ° C oven for 4 minutes. After removal from the oven, the foam was removed from the mold and weighed. The foam was allowed to stand for 24 hours before samples were cut to evaluate the properties of the foam. The k-value of this foam was 0.22. An SEM (scannin Electron photomicrograph) image of this phenolic foam is shown in Figure 20. The SEM image shows that the foam has cell walls with substantially no openings. However, the SEM image also shows that many cells in none of these cells have erupted or are. very thin and contain cracks.

Tämä esimerkki osoittaa, kuinka tarpeen on, että molekyyli-painot ovat korkeat tämän keksinnön mukaisesti.This example demonstrates the need for high molecular weights in accordance with this invention.

Esimerkki 28Example 28

Esimerkin 15 mukaisella tavalla valmistettiin fenolista vaahtoa paitsi, että resoli valmistettiin esimerkin 4 mukaisesti ja ainesosien suhde oli sama kuin esimerkissä 17.A phenolic foam was prepared as in Example 15 except that the resole was prepared according to Example 4 and the ratio of ingredients was the same as in Example 17.

Tämän vaahdon SEM-kuva on esitetty 200-kertaisena suurennoksena 57 7 3445 kuviossa 21 ja 400-kertaisena kuviossa 22. Nämä SEM-kuvat osoittavat, että soluseinämät ovat puhjenneet. Tämä esimerkki osoittaa, että muotin on oltava oleellisesti suljettu ja kestettävä vaahtoseoksen muodostamat paineet, jotta estettäisiin soluseinämien puhkeaminen. Tämän SEM-kuvan vertaaminen muihin SEM-kuviin, erityisesti kuvioihin 11, 16 ja 20, osoittaa myös sen, mikä ero on paineen puutteen aiheuttamalla puhkeamisella ja painetta käytettäessä liian kuuman resolin aiheuttamalla puhkeamisella.The SEM image of this foam is shown at 200x magnification 57 7 3445 in Figure 21 and 400x in Figure 22. These SEM images indicate that the cell walls have ruptured. This example shows that the mold must be substantially closed and withstand the pressures created by the foam mixture to prevent the cell walls from bursting. A comparison of this SEM image with other SEM images, in particular Figures 11, 16 and 20, also shows the difference between a burst caused by a lack of pressure and a burst caused by too much resole when pressure is applied.

Claims (2)

1. Vaahdotettava fenolinen resoliseos suljettusoluisen fenolisen vaahdon valmistamiseksi, jossa seoksessa on vesipitoista fenoliformaldehydiresolia, pinta-aktiivista ainetta, paisutusainetta ja happokatalyyttia, tunnettu siitä, että fenoliformaldehydiresolin moolisuhde fenoliin on noin 1,7:1 - 2,3:1, sopivimmin 1,75:1 -2,25:1, keskimääräinen (paino) molekyylipaino on suurempi kuin noin 800, sopivimmin noin 950 - 1500, keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino on suurempi kuin noin 350, sopivimmin noin 400 - 600, dispergoitavuus on suurempi kuin noin 1,7, sopivimmin noin 1,8 - 2,6, ja sekä vapaan formaldehydin että vapaan fenolin pitoisuus on alle 7 painoprosenttia, sopivimmin alle 4 painoprosenttia.A foamable phenolic resolution mixture for preparing a closed cell phenolic foam comprising an aqueous phenol-formaldehyde resole, a surfactant, a blowing agent and an acid catalyst, characterized in that the molar ratio of phenol-formaldehyde resole to phenol is about 1.7: 1 to 2.375: : 1 -2.25: 1, average (weight) molecular weight greater than about 800, preferably about 950 to 1500, average (number) molecular weight greater than about 350, preferably about 400 to 600, dispersibility greater than about 1, 7, preferably about 1.8 to 2.6, and the content of both free formaldehyde and free phenol is less than 7% by weight, preferably less than 4% by weight. 2. Menetelmä suljettusoluisen fenolisen vaahdon valmistamiseksi, jossa vaahdossa on suljettuna fluorihiili-paisutusainetta, ja johon menetelmään kuuluu vaahdotetun fenolisen resoliseoksen valmistaminen, joka seos sisältää vesipitoista fenoliformaldehydiresolia, pinta-aktiivista ainetta, fluorihiilipaisutusainetta ja happokatalyyttiä, ja mainitun seoksen vaahdottaminen ja kovettaminen oleellisesti suljetussa muotissa, tunnettu siitä, että fenoliformaldehydiresolin moolisuhde fenoliin on noin 1,7:1 - 2,3:1, sopivimmin 1,75:1 - 2,25:1, keskimääräinen (paino) molekyylipaino on suurempi kuin noin 800, sopivimmin noin 950 - 1500, keskimääräinen (lukumäärä) molekyylipaino on suurempi kuin noin 350, sopivimmin noin 400 - 600, dispergoitavuus on suurempi kuin noin 1,7, sopivimmin noin 1,8 - 2,6, ja sekä vapaan formaldehydin että vapaan fenolin pitoisuus on alle 7 painoprosenttia, sopivimmin alle 4 painoprosenttia.A process for producing a closed-cell phenolic foam having a fluorocarbon blowing agent enclosed in the foam, which process comprises preparing a foamed phenolic resole mixture comprising an aqueous phenol formaldehyde resole, a surfactant, a fluorocarbon blowing agent and an acid catalyst, an acid catalyst, and an acid catalyst. characterized in that the molar ratio of phenol-formaldehyde resole to phenol is about 1.7: 1 to 2.3: 1, preferably 1.75: 1 to 2.25: 1, the average (weight) molecular weight is greater than about 800, preferably about 950 to 1500 , the average (number) molecular weight is greater than about 350, preferably about 400 to 600, the dispersibility is greater than about 1.7, preferably about 1.8 to 2.6, and the content of both free formaldehyde and free phenol is less than 7% by weight, preferably less than 4% by weight.
FI832256A 1982-07-09 1983-06-21 FENOLFORMALDEHYDRESOLER FOER FRAMSTAELLNING AV FENOLSKUM. FI73445C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US39650082A 1982-07-09 1982-07-09
US39650082 1982-07-09

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI832256A0 FI832256A0 (en) 1983-06-21
FI832256L FI832256L (en) 1984-01-10
FI73445B true FI73445B (en) 1987-06-30
FI73445C FI73445C (en) 1987-10-09

Family

ID=23567441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI832256A FI73445C (en) 1982-07-09 1983-06-21 FENOLFORMALDEHYDRESOLER FOER FRAMSTAELLNING AV FENOLSKUM.

Country Status (20)

Country Link
JP (2) JPS5962615A (en)
AT (1) AT385279B (en)
AU (1) AU540472B2 (en)
BE (1) BE897254A (en)
CA (1) CA1209748A (en)
CH (1) CH662577A5 (en)
DE (1) DE3324431A1 (en)
DK (1) DK317783A (en)
ES (1) ES8504874A1 (en)
FI (1) FI73445C (en)
FR (1) FR2529897B1 (en)
GB (1) GB2125055B (en)
IT (1) IT1172292B (en)
LU (1) LU84906A1 (en)
MX (2) MX9100672A (en)
NL (1) NL8302441A (en)
NO (1) NO159938C (en)
NZ (1) NZ204804A (en)
PT (1) PT77004B (en)
SE (1) SE457262B (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4478958A (en) * 1981-07-10 1984-10-23 Kopper Company, Inc. Method for preparing phenolic foams using anhydrous aryl sulfonic acid catalysts
FI73445C (en) * 1982-07-09 1987-10-09 Koppers Co Inc FENOLFORMALDEHYDRESOLER FOER FRAMSTAELLNING AV FENOLSKUM.
FI80896C (en) * 1984-05-25 1990-08-10 Bp Chem Int Ltd FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV FENOLSKUM.
GR851704B (en) * 1984-07-12 1985-11-26 Insulboard Pty Ltd
US4882364A (en) * 1987-08-28 1989-11-21 Fiberglas Canada Inc. Process for manufacturing closed cell phenolic foams
EP1095970B1 (en) 1998-07-03 2005-03-16 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Phenolic foam
US12091521B2 (en) 2018-10-01 2024-09-17 Bakelite Gmbh Compositions for producing foamed materials
KR102529929B1 (en) * 2021-10-26 2023-05-08 현대제철 주식회사 System and method for manufacturing composite material

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3271331A (en) * 1963-10-10 1966-09-06 Union Carbide Corp Phenolic foams stabilized by siloxane-oxyalkylene copolymers
US3389094A (en) * 1963-10-10 1968-06-18 Union Carbide Corp Foaming phenol-formaldehyde resins with fluorocarbons
FR1462228A (en) * 1965-07-08 1966-04-15 Saint Gobain Process for obtaining foams of phenolic resins
US3385010A (en) * 1966-03-25 1968-05-28 Norton Co Abrasive disc
US3823103A (en) * 1971-07-21 1974-07-09 Union Carbide Corp Aqueous dispersions based on heathardenable phenolic resins containing a gum mixture stabilizing agent
US3876620A (en) * 1973-04-26 1975-04-08 Celotex Corp Process of preparing phenolic-aldehyde polymer using o-cresol
US3821337A (en) * 1973-05-07 1974-06-28 Exxon Research Engineering Co Process for controlled curing of foams
FR2292733A1 (en) * 1974-11-27 1976-06-25 Rhone Poulenc Ind PERFECTION OF THE PROCESS FOR MANUFACTURING FORMO-PHENOLIC FOAMS
US3968300A (en) * 1975-02-24 1976-07-06 The Celotex Corporation Phenolic polymer, related products and processes thereof
US4033910A (en) * 1975-09-26 1977-07-05 Union Carbide Corporation Methyl formate as an adjuvant in phenolic foam formation
US4133931A (en) * 1976-05-19 1979-01-09 The Celotex Corporation Closed cell phenolic foam
US4122045A (en) * 1976-05-24 1978-10-24 Armstrong Cork Company Non-punking non-corrosive phenolic foam containing sodium tetraborate
US4303758A (en) * 1976-06-07 1981-12-01 Gusmer Frederick E Method of preparing closed cell phenol-aldehyde foam and the closed cell foam thus prepared
US4018725A (en) * 1976-08-09 1977-04-19 H. H. Robertson Company Phenolic foam products and method of making the same
US4075139A (en) * 1977-02-22 1978-02-21 The Upjohn Company Process of making a cured resole foam and product produced therefrom
US4219623A (en) * 1977-07-26 1980-08-26 Reichhold Limited Phenol formaldehyde resin foams
US4176106A (en) * 1977-07-28 1979-11-27 Union Carbide Corporation Phenol/formaldehyde resoles and cellular products derived therefrom
US4207400A (en) * 1977-11-16 1980-06-10 Monsanto Company Foamable resole resin composition
US4202945A (en) * 1979-04-03 1980-05-13 Leinhardt Franklyn J Phenolic foam materials and method of making same
GB2078228B (en) * 1980-06-24 1984-02-22 Coal Industry Patents Ltd Phenol-formaldehyde foams
US4423163A (en) * 1980-10-09 1983-12-27 Koppers Company, Inc. Method of producing phenolic foam using pressure and foam produced by the method
CA1160389A (en) * 1980-11-17 1984-01-10 Shui-Tung Chiu Liquid phenolic resin composition and method for waferboard manufacture
JPS58125371A (en) * 1982-01-22 1983-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Control device for weaving welding machine
FI73445C (en) * 1982-07-09 1987-10-09 Koppers Co Inc FENOLFORMALDEHYDRESOLER FOER FRAMSTAELLNING AV FENOLSKUM.

Also Published As

Publication number Publication date
IT8348658A0 (en) 1983-07-08
JPS6320460B2 (en) 1988-04-27
NO159938C (en) 1989-02-22
BE897254A (en) 1983-11-03
IT1172292B (en) 1987-06-18
JPH03255153A (en) 1991-11-14
MX9100674A (en) 1993-02-01
GB2125055A (en) 1984-02-29
CH662577A5 (en) 1987-10-15
GB2125055B (en) 1986-02-26
LU84906A1 (en) 1983-12-05
DK317783D0 (en) 1983-07-08
MX9100672A (en) 1993-02-01
ATA252283A (en) 1987-08-15
PT77004A (en) 1983-08-01
AT385279B (en) 1988-03-10
AU540472B2 (en) 1984-11-22
FI73445C (en) 1987-10-09
FI832256A0 (en) 1983-06-21
NZ204804A (en) 1986-08-08
CA1209748A (en) 1986-08-12
ES523967A0 (en) 1985-05-01
SE8303858L (en) 1984-01-10
SE457262B (en) 1988-12-12
DE3324431A1 (en) 1984-01-12
SE8303858D0 (en) 1983-07-06
ES8504874A1 (en) 1985-05-01
AU1642083A (en) 1984-01-12
NO159938B (en) 1988-11-14
GB8318584D0 (en) 1983-08-10
DE3324431C2 (en) 1992-07-30
DK317783A (en) 1984-01-10
FR2529897A1 (en) 1984-01-13
FR2529897B1 (en) 1987-07-10
NO832444L (en) 1984-01-10
PT77004B (en) 1986-08-14
NL8302441A (en) 1984-02-01
JPS5962615A (en) 1984-04-10
FI832256L (en) 1984-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI76825B (en) SKUMBAR FENOLISK RESOLBLANDNING OCH FOERFARANDE FOER DESS FRAMSTAELLNING.
FI79334C (en) Process for the preparation of phenolic foam using anhydrous aryl sulfonic acid catalysts.
US4539338A (en) Phenol formaldehyde resoles for making phenolic foam
FI74425B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV FENOLSKUM GENOM ANVAENDNING AV TRYCK.
FI73445B (en) FENOLFORMALDEHYDRESOLER FOER FRAMSTAELLNING AV FENOLSKUM.
EP0432355A2 (en) Improved closed cell phenolic foam containing alkyl glucosides
EP0242620B1 (en) Modified phenolic foam catalysts and method
US4883824A (en) Modified phenolic foam catalysts and method
FI71753B (en) RESOLUTION OF THE PARTY
IE55615B1 (en) Improvements in or relating to phenolic foams
US4945077A (en) Modified phenolic foam catalysts and method
IE55614B1 (en) Improvements in or relating to phenolic foams

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: THERMAL PRODUCTS INTERNATIONAL